陶瓷材料SHS-QP超快速燒結(jié)機理研究.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過程的優(yōu)點,將其與動態(tài)快速加壓過程有機地結(jié)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(diào)節(jié),整個過程自動控制,設(shè)備簡單,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)合材料耗時短(<5min),產(chǎn)物密度接近理論密度,用傳統(tǒng)的擴散燒結(jié)機理很難解釋,預(yù)示著不同的燒結(jié)機理.該文用 SHS/

2、QP工藝制備TiB2陶瓷材料和TiB2-A12O3復(fù)相陶瓷,通過分析不同工藝條件對產(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)機理.單相陶瓷材料SHS/QP超快速燒結(jié)機理:SHS反應(yīng)后熱量來不及散失,試樣處于半固態(tài).經(jīng)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(zhì)氣體被排出,晶粒間通過擴散作用形成燒結(jié)頸部,最終得到密實化的燒結(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、機制所控制;晶粒在高溫下的擴散蠕變對晶粒間燒結(jié)頸部的連接有貢獻,但受燒結(jié)時間的限制,對材料的燒結(jié)致密化貢獻十分有限.復(fù)相陶瓷體系SHS/QP超快速燒結(jié)機理: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(zhuǎn)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