陶瓷材料SHS-QP超快速燒結(jié)機(jī)理研究.pdf

1、自蔓延高溫合成快速加壓技術(shù)(SHS/QP)是一種節(jié)能高效的新型材料制備技術(shù),它充分利用了SHS過(guò)程的優(yōu)點(diǎn),將其與動(dòng)態(tài)快速加壓過(guò)程有機(jī)地結(jié)合起來(lái),一次完成材料的合成與密實(shí)化過(guò)程.其特點(diǎn)是成本低,制備時(shí)間短,各種工藝參數(shù)可自由調(diào)節(jié),整個(gè)過(guò)程自動(dòng)控制,設(shè)備簡(jiǎn)單,產(chǎn)品尺寸可較大并具有特殊的性能.SHS/QP技術(shù)制備陶瓷及陶瓷基復(fù)合材料耗時(shí)短(<5min),產(chǎn)物密度接近理論密度,用傳統(tǒng)的擴(kuò)散燒結(jié)機(jī)理很難解釋,預(yù)示著不同的燒結(jié)機(jī)理.該文用 SHS/

2、QP工藝制備TiB2陶瓷材料和TiB2-A12O3復(fù)相陶瓷,通過(guò)分析不同工藝條件對(duì)產(chǎn)物微觀結(jié)構(gòu)及殘余應(yīng)力的影響,提出了新的陶瓷材料SHS/QP超快速燒結(jié)機(jī)理.單相陶瓷材料SHS/QP超快速燒結(jié)機(jī)理:SHS反應(yīng)后熱量來(lái)不及散失,試樣處于半固態(tài).經(jīng)過(guò)一定延遲時(shí)間對(duì)其施加一定的準(zhǔn)等靜壓,陶瓷晶粒在高溫高壓下發(fā)生塑性變形及流動(dòng),雜質(zhì)氣體被排出,晶粒間通過(guò)擴(kuò)散作用形成燒結(jié)頸部,最終得到密實(shí)化的燒結(jié)產(chǎn)物.材料燒結(jié)致密化主要由晶粒的粒子重排和塑性重排

3、機(jī)制所控制;晶粒在高溫下的擴(kuò)散蠕變對(duì)晶粒間燒結(jié)頸部的連接有貢獻(xiàn),但受燒結(jié)時(shí)間的限制,對(duì)材料的燒結(jié)致密化貢獻(xiàn)十分有限.復(fù)相陶瓷體系SHS/QP超快速燒結(jié)機(jī)理:SHS反應(yīng)完成后,產(chǎn)物處于高溫下的液-固混合態(tài),材料燒結(jié)致密化主要由液相存在條件下晶粒的粒子重排和塑性重排機(jī)制所控制,主要通過(guò)各晶粒沿著有液相存在的晶界的相對(duì)滑動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和自身塑性變形方式來(lái)進(jìn)行;液相的存在加快了顆粒重排和塑性重排的進(jìn)程,同時(shí)液相填充孔隙和晶粒間的空隙,進(jìn)一步提高了材料