玻璃陶瓷烧结体的烧结性质研究
陶瓷材料的实际烧结及其计算机仿真研究的开题报告
陶瓷材料的实际烧结及其计算机仿真研究的开题报
告
1.研究背景：
目前，陶瓷材料广泛应用于油气开采、航空航天、新能源、生物医药、船舶制造等领域，对于陶瓷材料的加工工艺、烧结工艺及其性能等方面的研究已成为当前研究的热点。
其中，烧结工艺是影响陶瓷材料性能主要因素之一。
目前，虽然有许多关于陶瓷材料烧结工艺的研究，但大多基于试验，成本高、周期长，研究效率较低。
因此，基于计算机仿真方法研究陶瓷材料的烧结工艺成为一种有效的途径。
2.研究内容：
本研究将采用有限元分析(FEA)方法，基于ANSYS软件，建立陶瓷材料烧结过程的三维仿真模型，分析应力分布、温度分布等物理量随时间的变化规律，通过对烧结工艺参数的调整及对模型的优化，探讨对陶瓷材料烧结过程的控制及优化方法。
3.研究意义：
本研究通过对陶瓷材料烧结过程的计算机仿真研究，可以大大提高研究效率，降低成本，同时为陶瓷材料的生产和应用提供一种新的思路和方法，为相关领域的陶瓷材料烧结工艺优化及性能提高提供参考。
4.研究方法：
本研究将构建陶瓷材料的三维几何模型，通过ANSYS软件建立烧结过程的仿真模型，对模型进行有限元分析，计算得到物理量随时间的变化规律，对模型进行优化及对烧结工艺参数进行调整，探讨对陶瓷材料烧结过程的控制及优化方法。
5.预期结果：
通过本研究，可以得到陶瓷材料烧结过程的应力分布、温度分布等物理量随时间的变化规律，提高陶瓷材料烧结工艺的制备效率，在一定程度上提高材料性能，为陶瓷材料的生产及应用提供一种新的思路和方法。
《陶瓷材料的烧结》课件
对废弃的陶瓷材料进行回收和再利用，实现资源的循环利用，降 低对自然资源的依赖。
THANKS。
致密度、均匀性和性能。
烧结设备的改进
03
随着技术的进步，烧结设备的性能和效率也将得到提升，为陶
瓷材料的制备提供更好的设备支持。
环保和可持续发展在陶瓷烧结领域的应用
环保材料的研发
为了降低陶瓷产业对环境的影响，未来将大力研发环保型的陶瓷 材料，如低毒陶瓷、可降解陶瓷等。
节能减排技术的应用
通过采用新型的节能技术，降低陶瓷烧结过程中的能耗和排放， 实现低碳、环保的生产。
04
陶瓷材料的烧结性能
烧结密度和孔隙率
烧结密度
烧结后的陶瓷材料密度，影响材料的 机械性能和热学性能。
孔隙率
陶瓷材料内部孔隙的多少，与材料的 强度、热导率和绝缘性能有关。
烧结陶瓷的力学性能
01
硬度
烧结陶瓷的硬度取决于其成分和 显微结构，硬度高的陶瓷耐磨、 耐划痕。
02
03
抗弯强度
韧性
陶瓷抵抗弯曲应力的能力，与材 料的成分、显微结构和制备工艺 有关。
航天器结构材料
陶瓷材料具有轻质、高强度和耐高温的特性，适用于航天器结构材料，如卫星天线骨架、太阳能电池板支架等。
06
未来展望
新型陶瓷材料的开发
高性能陶瓷
随着科技的发展，对陶瓷材料性能的要求越来越高，未来 将开发出具有更高强度、硬度、耐磨性、耐高温等高性能 的新型陶瓷材料。
多功能陶瓷
除了传统的结构陶瓷外，未来还将开发出具有多种功能如 导电、导热、压电、磁性等功能的新型陶瓷材料。
05
陶瓷材料的烧结应用
在电子行业的应用
电子封装
CBZS／AIN玻璃-陶瓷的低温烧结及性能研究
为添加剂 ， 在 ９ ０ ０ ￣ （ ７ 热压 烧 结 获 得 了热 导 率 高于 １ ０ Ｗ／ （ ｍ・ Ｋ ） 的Ａ Ｉ Ｎ Ｉ 硼硅酸铅玻璃 一陶瓷复合材料。
从上述研究结果可知 ， 以氮化铝粉体和玻璃粉体为原
结温 度低于 ９ ｏ ｏ ｏ ｃ， 以达到与金属电极共烧的 目的 ，
料， 可以在较低温度下通过热压烧结获得热导率大于 ５ ． ０ Ｗ／ （ ｍ・ Ｋ ） 的氮化铝基玻璃 一陶瓷复合材料 。 然而 ，
低 的烧 结温 度ｎ 删。 Ａ １ 。 ０ ４玻 璃 体 系是 目前发 展较 为成 ，
Ａ １ Ｎ陶瓷具有高的热导率 、 与硅相匹配的热膨胀 系数 、 低的介 电常数 、 良好的绝缘性及环保无毒等优
点， 是 当今 最理想 的电子器 件基板 材料［ ７ － Ｏ ￣ ， 然而 纯 Ａ Ｉ Ｎ陶瓷高达 １ ９ ０ ０ ｏ Ｃ 的烧结温度严重限制了其推广
和应用ｆ 】 ‘ ２ １ 。 为了充分利用氮化铝良好的热传导性能，
同时又避免其高的烧结温度 ， 一些研究者通过在氮化
铝粉体中添加适量玻璃粉体 ， 在较低烧结温度下制备 获得热导率较高的氮化铝基玻璃 一陶瓷复合材料 。
如Ｏ ｈ ［ 。 等和 Ｍａ 等 “ 在Ａ １ Ｎ粉体 中添加适量堇青石 玻璃粉 ， １ ２ ０ ０ ℃热压烧结得到致密结构的 Ａ １ Ｎ ／ 玻璃 ， 热 导率为 ４ ． ４ Ｗ／ （ ｍ・ Ｋ ） ； 赵 宏生ｆ 】 １ 在９ ５ ０ ｏ ｃ 热压烧结 得到了 Ａ Ｉ Ｎ ／ Ｓ ｉ Ｏ 一 Ｂ ２ ０ 。 一 Ｚ ｎ Ｏ — Ｂ ｉ ２ Ｏ ａ 复合材料， 热导率 为５ ． １ — ９ ． ３ Ｗ／ （ ｍ・ Ｋ ） ； 张擎雪［ １ ６ １ 以硼硅酸铅玻璃粉作
第３ ４ 卷第 １ 期
实习报告：陶瓷烧结
陶瓷烧结摘要：本篇实习报告主要通过烧结陶瓷的过程了解到热敏电阻陶瓷的性质，发展现状，及制作过程。
其次，总结了实习过程中的理论、步骤以及相关事件的处理。
关键词：热敏电阻陶瓷；实习方法与步骤；结论1 实习目的与背景1.1 合成的目的与本专业核燃料、废物固化体的关系自从1942年第一座核反应堆在美国建立，核工业已经发展了70多年。
期间核工业的发展中心从核武器转移到了核能应用上，目前各国又开始共同研究聚变核反应堆。
在这期间应用于核工业中的材料也在不断发展，其中陶瓷材料则在核工业中的材料选择上受到重视，并广泛地应用于核反应堆原料、组件以及核废料处理等各个方面。
陶瓷材料在核工业中的大量应用离不开它本身具有的性能优势。
陶瓷具有强度大、刚度好、耐腐蚀、化学稳定性好的特点，而随着陶瓷材料的进一步发展（比如陶瓷基复合材料的发展），材料性能中的一些薄弱环节像韧性差、难加工等方面也得到了一定的改进。
此外，陶瓷材料还具有耐高温、抗辐射的性能，一些特定的陶瓷还有活性低、能吸收中子的特点，这些性能都有助于其在高温高辐射的核工业环境下的应用。
而对于核废料的处理也一直是各个国家所担忧的又一实际问题。
将核废料封入合成岩中是当前最为现实的做法，合成岩于上世纪70年代研制，用于储存高放核废料。
在设计上，合成岩可以吸收清水反应堆和钚核裂变产生的特定废物，能够将核废料封入晶格内，用以模拟在地质构造上较为稳定的矿石。
1.2 文献调研与分析目前通用型NTC热敏电阻材料,大多是在Mn-Co-Ni-Cu-Fe系过渡金属氧化物中选择2～4种,经配料、成型、烧结等传统陶瓷工艺制成热敏电阻器。
其性能与组成(配比)、烧结、退火处理、封装等工艺条件有密切关系。
在空气中烧结成的NTC热敏电阻材料ρ=1~108Ω•cm,B=1000~7000K,其使用温度范围为-50～+300℃。
随着NTC热敏电阻器应用领域的扩大,对其性能的要求也日益提高。
就目前情形而言,对能在高温条件下使用的NTC元件,要求十分严格,例如在汽车发动机使用电子计算机控制系统后,为了限制尾气中有害气体的排放量(CO、NOx、CHx等有害气体),要求对排气口温度进行有效的测控。
PTFE_陶瓷_微纤维的成型烧结特性研究_周洪庆
文章编号:100129731(2002)0320315202PTFE/陶瓷/微纤维的成型烧结特性研究Ξ周洪庆,刘 敏,王晓钧(南京工业大学材料科学与工程学院,江苏南京210009)摘 要: 在PTFE/陶瓷/微纤维三元体系复合粉料制备的基础上,用综合热分析方法对复合粉料在热处理过程中发生的物理化学变化进行了探讨,详细比较了预压成型结合自由烧结工艺与热压成型烧结工艺,对介质微观结构、机械力学与电学性能等方面的影响。
实验表明:当陶瓷与微纤维含量较高时,采用适当的热压成型烧结工艺可以制备出强度高、损耗低、综合性能优异的微波复合介质材料。
用IR光谱、氧指数对复合介质的结构与燃烧性能进行了分析评价。
关键词: 复合粉料;成型;烧结中图分类号: TM28 文献标识码:A1 引 言自从10年前美国Rogers公司推出以PTFE复合陶瓷的新一代微波毫米波介质基片以来,深受微波电路设计专家们的青睐。
该基片在电路中不仅起着支撑体的作用,而且还可以直接制作成滤波器、混频器、天线的接收与发射组件等各种功能性器件,因此获得良好的机械力学性能与优异的电学性能是研制该新型复合介质的基本要求。
众所周知,PTFE熔点高达327℃,且熔点以上熔融粘度几乎不变,为此需要采用“粉末冶金”工艺进行加工[1]。
本文在PTFE/陶瓷/微纤维三元体系复合粉料制备工艺探索的基础上,用综合热分析方法对复合粉料热处理过程中发生的物理化学变化进行了探讨,详细比较了不同成型、烧结工艺对复合介质微观结构、机械力学和电学性能等方面的影响,用IR 光谱、氧指数对复合介质的结构与燃烧性能进行了分析评价。
2 实 验用MP1100B型电子天平按配方(1-x-y)%(质量分数) PTFE+x%(质量分数)陶瓷+y%(质量分数)微纤维+适量活性剂和偶联剂等精确称量,其中x=0.25～0.65,陶瓷为Sr2Mg2 Si2Ti2O系统,在压机上进行复合粉料预成型,压强58.8×104Pa,试样尺寸10cm×10cm×0.1cm,放入马弗炉中烧成,最高温度340～385℃,热压成型烧结在高温平板油压机上完成。
玻璃陶瓷烧结工艺优化设计研究
玻璃陶瓷烧结工艺优化设计研究玻璃陶瓷材料是一种复合材料，它在陶瓷的基础上加入了玻璃相。
这种材料具有很高的物理、化学性能和机械性能，因此在工程领域中有很广泛的应用。
其中，玻璃陶瓷的烧结工艺是制备高品质、高性能玻璃陶瓷制品的关键步骤之一。
因此，对玻璃陶瓷烧结工艺的优化设计研究，对提高玻璃陶瓷制品的性能、质量和利润性有着重要的意义。
1. 玻璃玻璃烧结工艺的现状在当前的玻璃陶瓷制造行业中，主流的烧结工艺有两种：传统压定充填法和压凝烧结法。
前者主要是通过模具定型，将陶瓷和玻璃粉末混合后充填进模具中，在200-800℃低温烧结后，再在1000C以上的高温下烧结，最终形成玻璃陶瓷制品。
后者则是将混合好的玻璃陶瓷粉末制成坯体，并在一定的温度和压力下压凝成形。
这种方法能保证制品的内部结构均匀性和稳定性，是一种比较理想的烧结工艺。
然而，随着社会对高硬度、高耐热、高耐蚀等性能的要求不断提升，现有的玻璃陶瓷烧结工艺已经难以满足需求。
这主要是因为现有的烧结工艺在制造过程中，存在着颗粒不均匀、温度不稳定、烧结时间长等缺点，导致制品性能和质量无法得到很好的保证。
2. 玻璃陶瓷烧结工艺的优化设计针对现有烧结工艺存在的问题，可以采取一些优化措施来提高玻璃陶瓷的制品性能和质量。
其中，烧结温度、烧结时间、烧结气氛、颗粒粒径和成分等是烧结过程中需要注意的一些关键因素。
2.1 烧结温度烧结温度是影响玻璃陶瓷制品质量的一个重要因素。
一般，制品在高温下烧结会导致其结构发生变化，进而影响其性能和质量。
同时，温度过低也会导致制品不均匀、孔隙率高等问题。
因此，需要根据实际生产需求和制品性能要求，选取适当的烧结温度。
2.2 烧结时间烧结时间也是制品性能和质量的关键因素之一。
烧结时间对应的制品结晶度的增长和气比表面积的减小，会直接影响到制品的硬度和密度。
烧结时间过短则制品会存在气孔率过多、结晶不完全等问题；反之则会存在晶粒过长、制品过硬等问题。
因此，需要针对不同的制品要求和实际情况，选择合理的烧结时间。
烧结法制MgO-SiO_2-Al_2O_3-B_2O_3-KF玻璃陶瓷成分设计优化及显微析晶研究
坯 愈 致 密 ；试 样 中 成 分 配 比愈 接 近 云 母 晶体 成 分 的 原 子 比 ，玻 璃 陶瓷 的显 微 析 晶 程 度 愈 高 ；在 烧 结 温 度 为 １ ０００℃ 时 ，即
开 始 出现 析 晶 ，到 １ ０５０℃ 时 ，析 晶 程 度 达 到 最 高 ，继 续 提 高 烧 结 温 度 ，显 微 析 晶 又 发 生 重 熔 ．
收 稿 日期 ：２Ｏｌ１— １１— ０３ 基 金项 目 ：河 南 省 科 技 厅 国 际合 作 项 目（０８４３００５１００２１） 作 者简 介 ：张 小 立 （１９６９一 ），女 ，甘 肃 武 威 人 ，高 级 工 程 师 ，博 士
２４ ·
·
中 原 工 学 院 学 报
１ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９
ＭｇＯ—ＳｉＯ２一Ａｌｚ Ｏ。一Ｂ２ Ｏ。一 ＫＦ玻 璃 陶 瓷 由 于 具 有 良好 的绝缘 介 电性 能 和 可 加 工 性 能 ，被 广 泛 应用
于制造 真 空绝缘 部 件 、高 温 导轨 和腐 蚀 环 境 中的耐 热 部件 等 ］．用传统 的熔 融法 制备 玻璃 陶瓷 ，由于玻璃 熔 制温 度 比较高 ，且 析 晶时有 热应力 的存 在 ，壁 厚 和体积 大 的物件 容易 产生 微 裂 纹 ，故 近 年来 越 来 越 多地 采 用 粉体烧 结方 法来 生产 玻璃 陶 瓷．与传 统 的熔融 法相 比， 烧 结法 所需 的熔 制 温度低 、熔 化时 间短 ，而且 可 以采 用 多种成 型 工艺 ，适 用 于制备 形 状复 杂 的零 件 ，尺寸也 可 以精确 控 制 ，因此 ，采 用粉 体烧 结法 制备玻 璃 陶瓷具 有 重 要 的工程 意义 ＿５ ］．目前 ，关 于 用烧 结法 制 备玻 璃 陶 瓷 的系 统研 究资 料 比较 少 见 ，析 晶程 度 随工 艺 参 数 的 变 化 研 究 未 见 报 道 ．
实验九 陶瓷材料烧结工艺实验
实验九陶瓷材料烧结工艺实验姓名：许航学号：141190093 姓名：王颖婷学号：141190083系别：材料科学与工程系专业：材料物理组号：A9 实验时间：5月11号1实验目的1）掌握陶瓷主要制备工艺的原理、方法与一定的操作技能。
2）通过实验了解陶瓷产品的设计程序与工艺过程。
3）掌握制备陶瓷材料的典型工艺流程，包括配方计算、称量、混料、筛分、造粒、成型、排塑、烧结、加工、性能测试等4）利用实验找出材料的最优烧结工艺，包括烧结温度和烧结时间5）了解压敏陶瓷等功能陶瓷的制备和性能检测2 实验背景知识2.1陶瓷陶瓷（ceramics）是我们日常生活接触较多，在国民经济中有许多重要应用的无机非金属材料之一。
传统概念的陶瓷是指所有以粘土为主要原料，并与其他矿物原料经过破碎混和成型烧成等过程而制得的制品,主要是常见的日用陶瓷、建筑卫生陶瓷等普通陶瓷(ordinary ceramics )。
随着社会的发展，出现了一类性能特殊，在电子、航空、生物医学等领域有广泛用途的陶瓷材料，称之为特种陶瓷(specieal ceramics )。
所有的陶瓷（材料及其制品）都有其特定的性能要求。
如：日用餐具要有一定的强度（strength）、白度（whiteness）、抗热冲击性（热稳定性）；对于电瓷有强度和介电性能要求；而特种陶瓷对性能及其热稳定性要求更高。
陶瓷的性能一方面受到其本征物理量（如热稳定系数、电阻率、弹性模量等）的影响，同时又与其显微结构密切相关。
而决定显微结构和本征物理量的是陶瓷的组成及其加工工艺过程。
其中陶瓷组成对显微结构、性能起决定作用。
2.2 陶瓷材料制备工艺陶瓷材料制备的一般工艺流程如图1所示。
图1. 陶瓷材料制备的一般工艺流程2.2.1 配方设计陶瓷坯料（body material）一般是由几种不同的原料配制而成。
性能不同的陶瓷产品，其所用原料的种类和配比不同，也即所谓坯料组成或配方不同。
陶瓷成分设计原则有：1）根据科研需要或用户的要求确定产品（充分考虑产品的物理化学性能和实用性能要求）；2）参考前人的经验和数据；3）了解各种原料对产品性质的影响；4）应满足生产工艺的要求；5）了解原料的品位、来源和到厂价格。
陶瓷烧结砂的烧结工艺与磨料加工技术研究
陶瓷烧结砂的烧结工艺与磨料加工技术研究陶瓷烧结砂是一种重要的工业原材料，常被用作磨料。
本文将介绍陶瓷烧结砂的烧结工艺与磨料加工技术研究。
一、烧结工艺研究1、原材料配制陶瓷烧结砂的原材料一般由氧化铝和硅石等组成。
在研究中，我们发现原材料的配比对陶瓷烧结砂的性能有着重要影响。
通过严格控制原材料的比例，可以调节陶瓷烧结砂的硬度、密度和耐磨性等性能。
2、成型工艺烧结砂的成型工艺可以采用压制成型或注射成型等方法。
我们进行了对比实验，发现注射成型可以获得更高的成型精度和致密度。
因此，在研究中我们推荐使用注射成型工艺。
3、烧结工艺参数烧结砂的烧结温度、保温时间和冷却速率等工艺参数对成品的性能有着重要影响。
在实验中，我们通过调节不同的烧结工艺参数，得出了最佳的烧结条件。
研究结果表明，合适的烧结温度和保温时间可以显著提高陶瓷烧结砂的致密度和硬度。
二、磨料加工技术研究1、磨削性能测试为了评估陶瓷烧结砂的磨削性能，我们进行了磨削实验。
实验结果显示，在合适的磨削条件下，陶瓷烧结砂可以获得较高的磨削效率和较低的磨削力。
我们还测试了磨削过程中的表面粗糙度和平坦度，结果表明陶瓷烧结砂具有优异的表面加工性能。
2、磨削机制研究为了深入了解陶瓷烧结砂的磨削机制，我们利用扫描电子显微镜对磨削后的砂粒进行了观察。
研究结果表明，在磨削过程中，陶瓷烧结砂会发生颗粒的剥落和嵌入现象，从而实现材料的磨削效果。
3、磨损机理研究为了研究陶瓷烧结砂的磨损机理，我们进行了磨损实验。
实验结果表明，在高速磨削条件下，陶瓷烧结砂会出现磨粒的断裂和颗粒的磨损现象，从而影响了砂轮的磨削效果。
同时，我们还研究了不同颗粒尺寸的砂轮对陶瓷烧结砂磨损的影响，得出了优化的磨削条件。
总结通过以上对陶瓷烧结砂的烧结工艺与磨料加工技术的研究，我们得出了优化的工艺参数和磨削条件，提高了陶瓷烧结砂的性能和加工效率。
这为陶瓷烧结砂在工业领域的应用提供了重要的参考依据，同时也为其他类似材料的研究提供了借鉴和启示。
烧结矿矿相特性研究
烧结矿矿相特性研究烧结矿是一种可以用于各种工业用途的矿产，例如制造建筑材料，玻璃，制革，涂料等。
它的特点是它的化学成分稳定，表面活性强，可以形成有规律的晶体结构。
为了研究烧结矿的矿相特性，本文将采用矿物学、地球化学和物理化学方法来研究其在工业用途中的矿相特性，并结合实验数据和工程经验来探讨其矿相特性。
一、烧结矿的矿物学特性烧结矿由若干晶种和矿物组成，例如石英、长石、陨落脉、绿泥石、磁铁矿、硅酸钙、硅酸锌等。
烧结矿的晶种组成会大大影响其工业用途的特性，如刚性、耐热性、耐腐蚀性、变形性和抗张强度等。
晶种组成不同时，它们的性质也会有所不同，会造成烧结矿的物理和化学性质的变化。
二、烧结矿的地球化学特性烧结矿的地球化学性质是由它的矿物学特性和外界环境（温度、压力和其他环境因素）共同决定的。
烧结矿以其自身形成的矿石组合和其他因素结合形成。
烧结矿的化学成分包括主要元素（Si、Al、Fe、Ca等），以及微量元素（Na、K、Rb、Cs、Hg等）。
晶体结构形式也会影响烧结矿的地球化学性质。
三、烧结矿的物理化学特性烧结矿的物理化学特性是指它的形貌特性、表面特性、熔点、沸点、显气压、折射率、动电阻率、磁性等。
这些物理化学特性会受到晶种组成和外界环境的影响，因此，烧结矿在工业用途方面的矿相特性也会受到晶种组成和外界环境的影响。
四、烧结矿矿相特性的实验研究为了进一步了解烧结矿的矿相特性，本文选择一批中国的烧结矿，并采用矿物学、地球化学和物理化学方法研究它们的矿相特性，取得以下结论：（1）烧结矿的晶种组成极大的影响它们的物理和化学性质，例如抗热性、抗张强度、耐腐蚀性等；（2）烧结矿的晶体结构会影响它们的化学组成，表面活性能力，熔点，沸点，显气压和动电阻率；（3）烧结矿的地球化学特性受到外界环境（温度、压力和其他环境因素）的影响；（4）烧结矿的物理化学特性也受到晶种组成和外界环境的影响，例如折射率、磁性等。
五、结论本文运用矿物学、地球化学和物理化学方法，研究了中国烧结矿的矿相特性，得出了以上结论。
5-4_陶瓷材料的烧结
可广泛用于磁性材料、梯度功能材料、纳米陶瓷、纤维增强陶瓷和金 属间化合物等系列新型材料的烧结。
一、放电等离子体烧结的优点 ①烧结温度低（比HP和HIP低200-300℃）、烧结时间短（只需3-10min， 而HP和HIP需要120-300min）、单件能耗低； ②烧结机理特殊，赋予材料新的结构与性能；
2.2 烧结驱动力
烧结的驱动力就是总界面能的减少。粉末坯体的总界面能表示为 γA， 其中γ为界面能；A为总的比表面积。那么总界面能的减少为：
A A A
其中，界面能的变化（Δγ）是因为样品的致密化，比表面积的变化 是由于晶粒的长大。对于固相烧结，Δγ主要是固/固界面取代固/气界面。
（2）保温时间对产品性能的影响 在烧成的最高温度保持一定的时间，一方面使物理化学变化更趋完全，使 坯体具有足够液相量和适当的晶粒尺寸，另一方面组织结构亦趋均一。但保温 时间过长，则晶粒溶解，不利于在坯中形成坚强骨架，而降低机械性能。 （3）烧成气氛对产品性能的影响 ① 气氛对陶瓷坯体过烧膨胀的影响 ② 气氛对坯体的收缩和烧结的影响 ③ 气氛对坯的颜色和透光度以及釉层质量的影响 （4）升温与降温速度对产品性能的影响
（pore drag）和晶粒生长驱动力之间力的平衡作用。
研究表明，较小的颗粒尺寸分布范围是获取高烧结密度的必要条件。
二、影响陶瓷材料烧结的工艺参数 （1）烧成温度对产品性能的影响 烧成温度是指陶瓷坯体烧成时获得最优性质时的相应温度，即操作时的 止火温度。 烧成温度的高低直接影响晶粒尺寸和数量。对固相扩散或液相重结晶来 说，提高烧成温度是有益的。然而过高的烧成温度对特瓷来说，会因总体晶 粒过大或少数晶粒猛增，破坏组织结构的均匀性，因而产品的机电性能变差。
4.3 晶粒生长和粗化
烧结法制备钛酸钡体系玻璃陶瓷及性能研究
烧结法制备钛酸钡体系玻璃陶瓷及性能研究摘要：烧结法制备钛酸钡体系玻璃陶瓷是一种重要的陶瓷材料。
本论文以TiO2、BaCO3、SiO2、Al2O3为原材料，以Na2B4O7•10H2O作为助熔剂，采用烧结法制备了钛酸钡体系玻璃陶瓷。
通过对不同制备工艺参数的调节，得到了质地均匀、致密度高、抗压强度高的钛酸钡体系玻璃陶瓷。
运用XRD、SEM、DSC等技术手段，对制备的钛酸钡体系玻璃陶瓷进行了表征。
结果表明，制备的钛酸钡体系玻璃陶瓷晶相较多，致密度高，热膨胀系数低，具有良好的化学稳定性和机械性能。
本研究可为制备高性能钛酸钡体系玻璃陶瓷提供参考。
关键词：烧结法；钛酸钡；玻璃陶瓷；抗压强度；热膨胀系数Introduction：钛酸钡是一种优良的陶瓷材料，具有优异的耐热性、耐腐蚀性和机械性能，在航空、航天、军工和高科技领域得到广泛应用。
然而，制备高性能的钛酸钡陶瓷材料仍面临着一些问题，如晶相不纯、热膨胀系数偏大等。
因此，本论文旨在采用烧结法制备钛酸钡体系玻璃陶瓷，并对其性能进行研究。
Experimental section：以TiO2、BaCO3、SiO2、Al2O3为原材料，以Na2B4O7•10H2O作为助熔剂，采用烧结法制备钛酸钡体系玻璃陶瓷。
通过对不同制备工艺参数的调节，得到了质地均匀、致密度高、抗压强度高的钛酸钡体系玻璃陶瓷。
运用XRD、SEM、DSC等技术手段，对制备的钛酸钡体系玻璃陶瓷进行了表征。
Results and discussion：SEM图像显示，制备的钛酸钡体系玻璃陶瓷致密度高，质地均匀。
XRD分析表明，制备的钛酸钡体系玻璃陶瓷晶相较多，具有良好的化学稳定性。
DSC曲线表明，钛酸钡体系玻璃陶瓷的热膨胀系数低，在高温下具有较好的机械性能和稳定性。
抗压测试结果表明，制备的钛酸钡体系玻璃陶瓷具有优异的抗压强度。
Conclusion：本论文以TiO2、BaCO3、SiO2、Al2O3为原材料，以Na2B4O7•10H2O作为助熔剂，采用烧结法制备了钛酸钡体系玻璃陶瓷。
陶瓷材料的微波烧结及研究进展
国的 Ｂ ｄｔ Ｂｒ ａｄ ａｏ 和 ｘ ｃｎ 及美 国的 Ｓｔｎ等开始对微 ｔ ｕｏ ｔ 波 烧结 技术 进行 系统 研究 ；Ｏ年代 以后 ， 种 高性Байду номын сангаас能 ８ 各
陶瓷 和金属 陶瓷 材 料 得 到 广 泛 应 用 ， 应 的制 备 技 相 术 也成 了人 们 关 注 的焦 点 ｌ ７。美 国 Ｓ ｈｒ ２１ － ｐｅ ｃ技 术 ｉ 公 司指 出使用 微 波烧结 比传统 烧结 方法 可 节 约 能 源 ８％ ， ０ 微波 烧结 的时问 为传统 烧 结 方 法 的十分 之 一 ， 不仅 明显 节约 费用 还可 提 高产 品 质 量 。该 公 司 开发
的 “ ｐ ｅｉ Ｓ ｎ —Ｔ ｅｍ” Ｓ ｈｒ ／ ｙ ｏ ｈｒ 微波 烧结 系统 能 生产 具 有 ｃ
造成材料开裂 。它具有烧结温度低 ， 烧结时问短 ， 能 源利用 率 和 加 热效 率 高 ， 全 卫 生 ， 污染 等 优 安 无 点 “ 。 １
１ 微 波烧 结 及 陶瓷材 料烧 结特 点
艾 云龙 ， 书红 ， 长 虹 ， 军 明 ， 圣 明 刘 刘 罗 王
（ 昌航 空 大 学 ， 西 南 昌 南 江 ３０ ６ ） ３０ ３
摘
要 ： 文 阐述 了微 波烧 结的基 本原 理 ， 本 介质 与微 波 的耦 合 作 用 以及 陶瓷 材 料 的微 波 烧 结特 性 和
优 点 。对微 波烧 结 陶瓷材 料 的研 究现状 和 方 向进行 了总结 。
微 波是一 种 频率为 ０ ３— ０ Ｈ ． ３ ０ Ｇ ｚ的 电磁 波 ，Ｏ ５ 年代美 国 的 Ｙ ｎＨｉｐｌ ｏ ｐ ｅ 在材 料介 质 特性 方 面 的开 创 性工作 为 微波烧 结 的应 用 奠定 了基 础 ｌ 。材料 的微 】 Ｊ
陶瓷材料的烧结与原理
陶瓷材料的烧结与原理烧结是陶瓷材料加工的重要工艺之一，通过烧结可以使陶瓷材料的颗粒结合成坚实的整体，提高其物理和化学性能。
烧结的原理主要包括粒间结合、扩散和晶粒长大三个方面。
首先是粒间结合。
烧结陶瓷材料的第一步是颗粒的接触，在高温下颗粒接触面出现局部融化，形成粒间结合区。
当局部融化发生时，一些颗粒间的空隙被完全填满，使得颗粒间距变小。
局部熔融的液相材料充当粘结剂，促使颗粒互相结合，形成更加坚固的结构。
其次是扩散。
在烧结过程中，颗粒间的物质会发生扩散，使得局部结合区域的颗粒之间更加牢固地结合。
扩散过程受温度、时间和颗粒之间的距离等因素的影响。
一般来说，扩散速率随着温度的上升而增加，扩散距离也会增加，从而促进了材料的结合。
最后是晶粒长大。
在烧结过程中，由于颗粒间的扩散，晶粒之间的材料也发生了重排和扩散。
在高温下，晶粒会长大，晶界会消失或减少，从而提高陶瓷材料的致密性和力学性能。
晶粒长大的速率受到烧结温度、时间和材料颗粒的尺寸等因素的影响。
除了上述原理外，烧结还受到其他因素的影响，例如：1.烧结温度：烧结温度决定了材料的烧结速率和晶粒长大速率。
温度过高可能导致结构破坏或晶粒过大，温度过低则会导致烧结不完全。
2.烧结时间：烧结时间决定了物质的扩散程度和晶粒的长大程度。
时间过短会导致烧结不完全，时间过长则会导致结构破坏。
3.烧结气氛：烧结过程中的气氛对于陶瓷材料的烧结也有一定影响，不同的气氛可以影响材料的结构和性能。
4.材料的物理和化学性质：材料的物理和化学性质直接影响烧结的过程和结果。
例如，不同成分的材料具有不同的烧结性质。
总之，烧结是陶瓷材料加工过程中不可或缺的一环，通过粒间结合、扩散和晶粒长大等原理，可以实现颗粒间的结合，提高陶瓷材料的致密性和力学性能。
同时，烧结过程中的温度、时间、气氛等因素，以及材料的物理和化学性质，也对烧结的效果产生一定的影响。
以上就是关于陶瓷材料烧结与原理的简要介绍。
玻璃粉粒度分布对复相玻璃-陶瓷烧结性能及介电性能的影响
制备好的玻璃粉中加入质 量分数 ｓ ％的 Ｐ Ａ造 Ｖ 粒 ， １０ ａ 在 ０ ＭＰ 干压成 １ ｍ × （ １） ｍ 的生 ３ ｍ ７ ０ｍ ～
坯 ；烧 成 制 度 ：℃／ ｉ 室 温 升 至 ４ ０ ，保 温 ２ ｒ ｎ由 ａ ５℃ １０ ｉ ，℃／ ｉ ４ ０ ２ ｒ ｎ后 ３ ｒ ｎ从 ５ ℃升至 ７０Ｃ一 ７ ℃ ， ａ ａ ０ ｏ ７５ 保温
玻 璃粉 粒 度分 布对 复相 玻璃 一陶瓷烧 结性 能 及介 电性 能的影 响
邵 辉 周 洪 庆 方 亮 韦鹏 飞
（ 南京工业 大 学材料 科 学与工程 学院 ， 南京 ：１０９ ２００）
摘 要
通过球磨制 备了不【粒度分布的玻璃粉 ， 究了钙铝硼硅 ／ 可 研 氧化铝 系玻璃 一陶瓷不 同粒度分布的玻璃粉烧结的致密化过程 ， 并讨论了在这过程中物相 、 微观结 构以及介 电性 能的变化规律。结果表明 ： 随着球磨时问的增加 ， 玻璃粉料变细 ， 烧结的推动力增 大， 从而导致致密化温度提前。若粉磨过细 ， 烧结后材料结构变得松散 ， 电损耗有所增大。当玻璃粉 Ｄ 介 为 １ ３ ３复相玻璃陶 ． １ ６ １ 瓷 ８０ ５ ℃下烧结样品在 １ｋ ｚ ８ ７ ， ｎ ０ Ｈ 下 为 ． ｔ ８ ａ ８为 １ ０ ， ×１ 是一种性能优 良的 Ｌ Ｃ Ｔ Ｃ材料 。
ａ ． 快速磨 ３ ｍｉ ０ ｎ后玻璃粉（１ ） ９ ＃ 的粒度 分布 曲线
ｂ快速 磨 ６ｍｉ 玻 璃 粉 （２≠的粒 度 分布 曲 线 ． ０ ｎ后 ９≠ ）
ｄ ｐｎ ／，１
ｄ ｍ ／
ｃ 速磨 ９ ｍｉ 快 ０ ｎ后玻璃粉（３ ９ 扪的粒度分布曲线
ｄ快速磨 １０ ｉ ． ２ ｒ ｎ后玻璃粉（４≠ ａ ９ ≠ 的粒度分布 曲线 ）
玻璃陶瓷中的晶化行为及性能研究
玻璃陶瓷中的晶化行为及性能研究玻璃陶瓷，是一种具有玻璃和陶瓷的双重性质的新材料。
它不仅拥有玻璃的透明度和美观性，还有陶瓷的高温抗压和耐腐蚀性。
玻璃陶瓷因其优异的物理化学性质而被广泛应用于各个领域，例如太阳能电池板、医疗器械、航天等。
在使用中，如果能掌握其晶化行为和性能，将对其应用产生重要的推动力和指导意义。
本文就从晶化角度来探讨玻璃陶瓷性质的研究。
一. 玻璃陶瓷的构成及晶化行为1. 玻璃陶瓷的组成玻璃陶瓷由玻璃和陶瓷两部分材料组成。
其一般制备流程是先利用玻璃液烧结制备出玻璃状块料，然后通过高温处理从玻璃中晶化出颗粒状的陶瓷相。
具体制备方法包括熔融法、熔胶法、凝胶法、烧结法等。
2. 晶化行为晶化是指玻璃陶瓷在高温下热处理，玻璃中部分非晶态物质转化为晶体。
通常说，玻璃陶瓷的晶化过程分为两个阶段。
首先是玻璃中的一部分物质形成了晶种或晶凝核，然后晶核随着温度的升高逐渐长大，生成颗粒状陶瓷相。
晶化行为与玻璃材料的组分、组织结构和加热温度等因素有关，其中最主要的是温度。
晶化温度的选择会影响到玻璃陶瓷晶化程度及其性能。
较低的晶化温度与晶化程度能使玻璃陶瓷获得较高的抗弯强度、较好的耐磨性和以及较优的尺寸稳定性，进而对其实际使用中的可靠性与寿命有着重要的影响。
二. 玻璃陶瓷的性能研究1. 抗压强度抗压强度是指材料在受到外力作用下，能够承受多少压力而不破裂。
玻璃陶瓷具有较高的抗压强度，其相关实验表明：以单一晶化相的玻璃陶瓷材料正比于晶化程度的提高而增大；以晶化相间的层状结构为特征的复合玻璃陶瓷，可以通过控制晶化温度和晶化时间等条件来调节层状结构的厚度与数量，从而对其抗压强度进行优化。
2. 耐热性耐热性是指材料在高温下能够稳定地保持其结构和性能。
玻璃陶瓷的耐热性取决于其属于哪种化学成分、层状复合材料、伯醇浸润法的应用、陶瓷晶化程度等因素。
文献报道，用于做微电子材料的玻璃陶瓷具有优异的耐热性，抗氧化性能和物理稳定性等方面的性能均很好。
陶瓷材料的玻璃相研究
陶瓷材料的玻璃相研究
陶瓷材料的玻璃相研究是指研究陶瓷材料中玻璃相的形成、结构与性质等方面的科学研究。
陶瓷材料是一类由无机原料经过成型、烧结、热处理等工艺制成的无机非金属材料，具有高硬度、高抗磨损、高耐热、绝缘性能好等特点。
而其中的一部分陶瓷材料中含有玻璃相。
玻璃相是指陶瓷材料中由非晶态结构形成的无序的、非晶态的结构相。
玻璃相的形成对陶瓷材料的性能有重大影响，如增加了材料的韧性、降低了材料的烧结温度、改善了材料的导热性能等。
玻璃相的研究主要包括以下几个方面：
1. 形成机理研究：通过研究原料成分、烧结温度、热处理工艺等因素对玻璃相形成的影响，探索玻璃相形成的机理，为控制玻璃相形成提供理论依据。
2. 结构研究：利用X射线衍射、透射电镜等分析技术，研究
玻璃相的结构特点，包括成分、配位数、键长、键角等参数的测定。
3. 性能研究：通过研究玻璃相的性能，如力学性能、热学性能、电学性能等，评价玻璃相对陶瓷材料整体性能的影响，并优化材料的性能。
4. 控制与应用研究：通过调控原料配方、烧结工艺、热处理工艺等手段，控制玻璃相的形成与分布，以满足不同领域对陶瓷材料性能的需求，并探索玻璃相在传感器、电子器件、耐磨材料等领域的应用。
通过对陶瓷材料中玻璃相的研究，可以进一步提高陶瓷材料的性能，拓宽其应用领域，并为设计和制备新型陶瓷材料提供理论和实验基础。
陶瓷烧结过程中的物理化学变化
陶瓷烧结过程中的物理化学变化陶瓷烧结过程和物理变化：随着温度升高，陶瓷坯体中具有比表面大，表面能较高的粉粒，力图回向降低表面能答的方向变化，不断进行物质迁移，晶界随之移动，气孔逐步排除，产生收缩，使坯体成为具有一定强度的致密的瓷体。
烧结的推动力为表面能。
烧结可分为有液相参加的烧结和纯固相烧结两类。
烧结过程对陶瓷生产具有很重要的意义。
为降低烧结温度，扩大烧成范围，通常加入一些添加物作助熔剂，形成少量液相，促进烧结。
如添加少量二氧化硅促进钛酸钡陶瓷烧结；又如添加少量氧化镁、氧化钙、二氧化硅促进氧化铝陶瓷烧结。
陶瓷烧结过程和化学变化：陶瓷的主要成分的化学式是SiO2 在高温下，陶瓷生坯固体颗粒的相互键联，晶粒长大，空隙(气孔)和晶界渐趋减少，通过物质的传递，其总体积收缩，密度增加，最后成为具有某种显微结构的致密多晶烧结体，这种现象称为烧结。
这个过程中包含有物理变化和化学变化瓷是由粘土、石英及长石等天然矿物原料按不同配方配制，经加工、成型及烧成而得，其化学组成取决于所用天然原料及配方，不同地区不同窑口的古陶瓷由于所用原料的不同，配方的不同以及烧制工艺的不同，其胎釉化学组成、显微结构及物理性能就会有各自的特点。
如果收集不同窑口发掘时有可靠地层年代的陶瓷标本进行系统地研究，把积累的数据资料如化学组成数据(包括主次量元素含量以及微量元素含量)建立数据库，并用适当的处理方法，譬如多元统计分析等方法对数据进行处理，找出具有特征意义的规律。
对要鉴定的陶瓷的化学组成、显微结构、物理性能以及烧制工艺等方面进行研究，并将其化学组成数据与已知窑口和年代的古陶瓷的化学组成数据进行比较处理，再综合显微结构、物理性能以及烧制工艺等方面的信息就可能对陶瓷作出鉴定。
陶瓷是混合物，成分特别多而复杂，而且根据陶瓷的产地不同成分也不同。
其主要成分是二氧化硅和硅酸盐（硅酸铝，硅酸钙等）。
陶瓷烧结砂的烧结工艺与热膨胀性能关联研究
陶瓷烧结砂的烧结工艺与热膨胀性能关联研究烧结是陶瓷加工中的一种重要工艺，其可以改善陶瓷材料的力学性能和热膨胀性能。
而陶瓷烧结砂作为陶瓷材料的一种重要形式，其烧结工艺和热膨胀性能之间存在着一定的关联。
本文将探讨陶瓷烧结砂的烧结工艺与热膨胀性能的关联研究，并提出相关研究成果。
一、烧结工艺对热膨胀性能的影响烧结工艺是指将陶瓷粉体在一定条件下进行加热处理，使其颗粒间形成颗粒间的结合，从而形成致密的陶瓷材料。
烧结工艺对陶瓷砂的热膨胀性能有着重要的影响。
首先，烧结温度是影响热膨胀性能的关键因素之一。
通常情况下，烧结温度越高，烧结后的陶瓷砂的热膨胀性能越低。
其次，烧结时间也能对热膨胀性能产生一定的影响。
烧结时间过长会导致颗粒过度烧结，从而使得陶瓷砂的热膨胀性能下降。
二、热膨胀性能对烧结工艺的要求热膨胀性能是指在温度变化下，陶瓷材料发生的线膨胀或体膨胀的性质。
热膨胀性能对陶瓷烧结砂的烧结工艺有一定的要求。
首先，烧结工艺需要满足陶瓷砂的热膨胀性能要求。
如果瓷砂的热膨胀性能过高或过低，可能会在使用过程中引起瓷砂开裂等问题。
其次，烧结工艺需要使瓷砂的各向异性膨胀性能尽量小，以保证陶瓷材料具有较好的强度和稳定性。
三、烧结工艺与热膨胀性能的关联研究为了研究陶瓷烧结砂的烧结工艺与热膨胀性能的关联，许多学者进行了相关的研究工作。
其中，通过优化烧结工艺参数，控制烧结温度和烧结时间等因素，可以达到调控瓷砂的热膨胀性能的目的。
例如，研究人员通过改变烧结温度和煅烧时间，成功制备出具有较低热膨胀性能的陶瓷烧结砂，并在相关领域中得到了应用。
此外，对于陶瓷烧结砂的热膨胀性能的研究还需结合材料成分以及微观结构等方面进行探讨。
不同的配方和微观结构对热膨胀性能有着重要的影响。
因此，未来的研究工作可以进一步探索陶瓷烧结砂的烧结工艺与热膨胀性能之间的深层次关联，以提高陶瓷材料的性能和应用。
结论陶瓷烧结砂的烧结工艺与热膨胀性能存在着一定的关联。
烧结工艺的优化可以改善瓷砂的热膨胀性能，而热膨胀性能对烧结工艺的要求也需要得到满足。
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３ 结论
ＸＲＤ证实了对Ａ型和Ｂ型性质的假设（如图５， ６）。正如所希望的一样，样品Ａ具有低孔隙率的较好 烧结性。相反，样品Ｂ的烧结性质较差，且存在直径 １００１山ｍ的气孔。氧化物对参数的影响似乎是阳离子减
１∞０℃ ９∞℃ 踟Ｏ℃
１０．０Ｄ
加．００ ３０舶４０肿 ２０／（。）
５０．００
图５ Ａ型样品不同保温时间Ｋ—ＣＺＳ系统的ＸＲＤ图
１０∞℃
９吣℃ 踟Ｏ℃
ｌ（１．【Ⅺ
盈Ｈ＿Ｉ 引ＩＪＩＩ ４０．００ ５０．００
２０／（“ 。
图６ Ｂ型样品不同保温时间Ｍｇ—ＣＺＳ系统的Ｘｔｍ图
少，玻璃粘度（“，Ｎａ，Ｋ，Ｓａ）减小或更倾向于结晶（Ｍｇ，
ｚｎ，Ｔｉ，Ｐ）。
烧结过程的推动力是自由能的减少。这样，颗粒
越小，有助于烧结。颗粒的粘度分布是很重要的，双峰
本文所研究的方法能简单和快速地描述不同玻 璃组分的烧结和结晶过程，它结合了通常在传统陶瓷 领域所用的２种热分析技术，即差热分析ＤＴＡ和热成 像分析。
中加入摩尔分数为５％不同种类的氧化物，如Ｌｉ：０， Ｎａ：０，Ｋ：０，ＭｇＯ，ＺｎＯ，ＴｉＯｚ和Ｐ２０ｓ，以便获得不同的四 元系统，后面将用Ｍ—ＣＺＳ表示，每一种氧化物被加入 作为工业烧结体，干混，在莫来石坩埚中于１４５０。Ｃ下 烧结３０ｍｉｎ，然后在水中快速淬火。
种性质是以Ｂ类为代表，它描述了在最大致密化情况
下，Ｒ下降的情况，在玻璃中的实验证明了（验证）这
些性质在完全致密化获得以前结晶过程已开始。
２．２ 氧化物添加剂的影响
在本文研究中的所有组分能够简单地分成Ａ类和
Ｂ类烧绪陛质，这样分类也能较接近在硅酸盐玻璃中引
入的氧化物的作用。通过简单比较ＤＴＡ和ＨｅＭＡ曲_xdjstc200504004.aspx
下载时间：2010年3月11日
１ 实验
２ 结果与讨论
１．１ 玻璃组分 原始玻璃，即基础玻璃是一种属于ＣａＯ—ＺｒＯｚ—
ＳｉＯ：玻璃陶瓷的稳定体系的工业烧结体。在基础玻璃
２．１ 样品的ＤＴＡ和ＨｅＭＡ数据 玻璃陶瓷组分的典型差热分析曲线指出：在玻璃
转变温度拐点，放热结晶峰孔和吸热熔融峰死，最终
作者简介：谢根生（１９６４一），男，博士研究生，副教授．主要从事工程陶瓷的研究
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇｌａｓｓ——ｃｅｒａｍｉｃｓ；ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ；ｄｅｖｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ
万方数据
１５
玻璃陶瓷烧结体的烧结性质研究
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 引用次数：
谢根生， Xie Gensheng 湖南科技职业学院,长沙,410004
依据基础玻璃的ＤＴＡ的热分析曲线和ＨｅＭＡ（热 成像）的烧结曲线可得到不同的烧结性质。ＤＴＡ测量
所用玻璃粉料约为３０９，其平均粒径为２０１ｘｍ，在铂坩 埚中以２０℃／ｍｉｎ的速度从２０℃加热到１４０００Ｃ。
ＨｅＭＡ是把相同组成的玻璃粉料压缩成小样品 （直径为２ｒａｍ，高为２ｍｍ），固定在ｌ张Ａ１ｚＯ，平板上， 以２０℃／ｍｉｎ的加热速率从６５０℃到１４５００Ｃ，约２０℃／ ｍｉｎ照１张样品外形的黑白照片。 １．２玻璃陶瓷组成
Ｃｃｒａｍ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｉｎｅ ｐｏｗｄｅｒｓ．Ａｍ
Ｓｏｃ Ｂｕｌｌ，１９８９，６８
（３）：７６～８６
３
Ｃｌａｒｋ Ｄ，Ｓｕｔｔｏｎ Ｗ Ｈ．Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｎ ｐｈａｓｅ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ，ｎｕｃｌｅ．
ａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ＣａＯ——Ｚｒ０２——ＳｉＯｚ ｓｌａｓｓ——ｃｅｒａｍｉｃｓ．Ａｎ
玻璃陶瓷烧结体的烧结性质研究
谢根生 （湖南科技职业学院，长沙４１０００４）
摘要：通过差热分析和扫描电镜分析了不同玻璃组分的烧结和结晶过程，发现不同的氧化物添加剂对玻璃性 质影响很大。添加剂种类、升温速率、玻璃粘度、颗粒大小、压力条件等都影响玻璃陶瓷烧结体的性质。
关键词：玻璃陶瓷；烧结性质；失透
玻璃陶瓷通常通过控制玻璃的结晶而得到，从玻 璃到结晶体的一个明显变化是透明度的逐步减小…。 玻璃陶瓷也可以通过具有高比表面的玻璃粉料烧结而 成，在这种情况下，烧结和结晶过程同时进行。在粉料 加压烧结时，在温度稍高于玻璃转变温度下通过粘性 流动可使粉料致密化，这个过程并不遵循结晶粉料的 特征扩散机理，当玻璃粉料被加热时，它的粘度减少， 单一的晶粒的形状发生改变而呈球状心］。在颗粒间形 成的湿液体，如果在足够高的温度下保持一定的粘度， 就可以使各种晶粒通过颈部连接。当结晶开始而烧结 阶段趋于末期时，会在玻璃粉料烧结过程中出现所希 望的颗粒排列，具有这样的性质在文中称为Ａ型，具有 该相关性质的玻璃粉料会形成非常致密、低气孔率的 材料。然而，致密过程并不总是这样，按照玻璃组分或 加热速率不同，结晶有可能与烧结同时进行，也可能提 前进行，这样将导致材料多孔和不均匀，具有这样的性 质在文中称为Ｂ型１３】。本研究尝试预测在稍高于结晶 温度热处理时不同内容的玻璃陶瓷粉料的烧结过程。 研究的组分虽然主要是用作釉层的烧结体，但研究可 扩展到单层或厚层玻璃陶瓷材料的烧结与结晶过程。
／
温度，℃ 图１ Ａ型样品的ＤＴＡ和ＨｅＭＡ曲线
一
●
一
处 －Ｔ靳
ｊ再
＿＼
温度，℃ 图２ Ｂ型样品的ＤＴＡ和ＨｅＭＡ曲线
线收缩值并不增加，但渐近线界限是１００％致密化，这 意味着一旦粉料被压缩，由温度升高而产生的热效应 将不再影响烧结机理，结晶机理被应用。
为了有利于在相同温度范围内的比较，ＤＴＡ和 ＨｅＭＡ曲线决定组分是怎样影响烧结和脱玻现象，在 分析已获得的曲线时，这个过程展示了２个主要性 质：第１种主要性质是Ａ类，它描述了当渐近１００％致 密化时的最终烧结阶段开始时结晶温度下降，具有这 类性质的Ａ类玻璃粉料，在失透开始前已烧结；第２
（ａ）Ａ犁
∞）Ｂ型
图３ Ａ。Ｂ型玻璃陶瓷的扫描电镜照片
１４ 万方数据
分成２ＣａＯ·４Ｓｉ０２·ＺｎＯ及较高温度下的ＣａＯ·
Ｓｉ０２。
Ｂ型玻璃陶瓷组分的烧结性质是完全不同的。对 于这些Ｂ型样品，最高温度处显示出最高程度的结晶 并伴随着孔隙率的增大，气孔尺寸随温度升高结晶从 开始到结束略有减小。很明显，虽然结晶是完全的，但 致密化并不完全。 ２．４粘度与烧结
通过对不同的强，Ｔｓｏｆｉ和Ｔｓｅｍｉｓｐｈｅｒｅ的粘度值 和图４，可以进一步了解不同氧化物对玻璃粘度的影 响。对所有组分来讲，对应于烧结温度处的粘度下降 到软化点附近（１０９ｌｑ为７．６Ｐ），在同一图上所显示的结 晶温度表明：无论怎样，氧化物添加剂对粘性／扩散机 理或核化机理的影响都是重要的。
温度，℃ 图４ Ｍｇ—ＣＺＳ玻璃陶瓷的粘度对数与温度的关系
的分布比单峰分布将可获得更高的坯体密度。
压力条件主要影响单位体积的接触面积，压力越
高，坯体密度越大，烧结体线收缩越低。
参考文献
１
Ｃｏｂｌｅ Ｒ Ｌ．Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ＣａＯ—Ｚｒ０２一Ｓｉ０２ ｇｌａｓｓ—ｃｅｒａｍｉｃ ｍａｔｅ—
ｒｉａｌｓ．Ａｐｐｌ Ｐｈｙｓ，１９９６，３２（７）：８７～９９
２ Ｓｕｔｔｏｎ Ｗ Ｈ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｓｌａｓｓ—ｃｅｒａｍｉｃｓ ｂｙ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ａｎｄ
现代技术陶瓷 ADVANCED CERAMICS 2005，26(4) 0次
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可以了解各种氧化物是如何影响基础玻璃性质的。
一般来说，碱金属和碱土金属氧化物作为网络改
变剂，在玻璃失透过程中对玻璃性质影响不是很大。
这些氧化物通常能弱化玻璃结构，减少粘度，使疋，兀
和死值降低。随着粘度的减小，所有的扩散过程都有
助于结晶。
：
·
Ｐ：０，，ＴｉＯｚ，ＭｇＯ和ＺｎＯ的作用各有不同，在添加 Ｐｚｏｓ的情况下观察的Ｂ型性质可以认为这种氧化物 是主要的玻璃网络形成剂。当引入含钙玻璃网络，使
４１０００４）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ａｎｄ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｇｌａｓｓ ｂｙ ＤＴＡ ａｎｄ ＳＥＭ．ｉｔ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｏｘｉｄｅ ａｄｄｉｔｉｖｅｓ ｈａｖｅ ａ ｇｒｅａｔ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｇｌａｓｓ．Ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｇｌａｓｓ—ｃｅｒａｍｉｃ ｓｉｎｔｅｒｅｄ ｂｏｄｙ ａｒｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ ｂｙ ｔｈｏｓｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｓｕｃｈ ａｓ ｔｈｅ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｄｄｉｔｉｖｅｓ，ｒａｔｅ ｏｆ ｔｅｒｎ－ ｐｅｒａｔｕｒｅ ｒｉｓｅ，ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｇｌａｓｓ，ｇｒａｉｎ ｓｉｚｅ ａｎｄ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ，ｅｔｃ．
ＳＥＭ和ＸＲＤ被用来检测在不同保温时间下由粉 末烧结获得的玻璃陶瓷材料的显微结构的特征。Ａ型 玻璃陶瓷的性质具有玻璃相温度低，致密度较高地特 点，结晶从表面开始到玻璃晶粒随温度增加结晶度也 增加。
在最高温度处，样品被完全晶化，从扫描电镜观 察（图３）可明显看出，表面结晶以后，玻璃晶粒的内部 也开始失去光泽。２种结晶相呈不同的形态，这能够被