陶瓷材料SHS-QP超快速燒結機理研究.pdf

1、自蔓延高溫合成快速加壓技術(SHS/QP)是一種節(jié)能高效的新型材料制備技術,它充分利用了SHS過程的優(yōu)點,將其與動態(tài)快速加壓過程有機地結合起來,一次完成材料的合成與密實化過程.其特點是成本低,制備時間短,各種工藝參數(shù)可自由調節(jié),整個過程自動控制,設備簡單,產品尺寸可較大并具有特殊的性能.SHS/QP技術制備陶瓷及陶瓷基復合材料耗時短(<5min),產物密度接近理論密度,用傳統(tǒng)的擴散燒結機理很難解釋,預示著不同的燒結機理.該文用 SHS/

2、QP工藝制備TiB2陶瓷材料和TiB2-A12O3復相陶瓷,通過分析不同工藝條件對產物微觀結構及殘余應力的影響,提出了新的陶瓷材料SHS/QP超快速燒結機理.單相陶瓷材料SHS/QP超快速燒結機理:SHS反應后熱量來不及散失,試樣處于半固態(tài).經過一定延遲時間對其施加一定的準等靜壓,陶瓷晶粒在高溫高壓下發(fā)生塑性變形及流動,雜質氣體被排出,晶粒間通過擴散作用形成燒結頸部,最終得到密實化的燒結產物.材料燒結致密化主要由晶粒的粒子重排和塑性重排

3、機制所控制;晶粒在高溫下的擴散蠕變對晶粒間燒結頸部的連接有貢獻,但受燒結時間的限制,對材料的燒結致密化貢獻十分有限.復相陶瓷體系SHS/QP超快速燒結機理:SHS反應完成后,產物處于高溫下的液-固混合態(tài),材料燒結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制所控制,主要通過各晶粒沿著有液相存在的晶界的相對滑動、轉動和自身塑性變形方式來進行;液相的存在加快了顆粒重排和塑性重排的進程,同時液相填充孔隙和晶粒間的空隙,進一步提高了材料