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氧化锆陶瓷的烧结过程分析

发布时间:2018-08-16 16:59:44  浏览次数:

氧化锆陶瓷普遍制备方法是由氧化锆粉末通过模压成型和预烧结等过程获得氧化锆瓷块,然后进行二次烧结来提高其致密度和力学强度。烧结过程中伴随发生成型体内所含有机溶剂、粘合剂等成分的挥发和分解,陶瓷颗粒中的原子获得足够的能量进行迁移,陶瓷中的粉体颗粒能够相互黏结形成烧结颈,从而使得晶粒长大,晶界缩小,孔隙率降低,体积缩小而致密度提高,最后形成致密、坚硬的全瓷氧化锆陶瓷牙结构件。

(1)烧结初期阶段

在此阶段氧化锆陶瓷颗粒开始发生粘结,颗粒间的接触点通过形核和晶粒长大等过程逐渐形成烧结颈,但颗粒的外形和内部晶粒并未发生明显的变化。此时陶瓷的线收缩率一般为2~3%左右,并无明显的致密化过程。

(2)烧结中期阶段

当粉末颗粒处于烧结中期时,随着烧结颈的逐渐长大,其内部的原子加速向颗粒间的结合面发生迁移,使得颗粒间的距离不断缩小,最终形成连续的孔隙网络。在整个过程中,晶粒的尺寸不断增加,颗粒的密度和强度都得到提高,整个成型体的线收缩率超过10%。

(3)烧结后期阶段

当烧结行为到达后期时,颗粒间的孔隙不断球化和缩小,大部分孔隙被分隔形成闭气孔,晶界上的物质继续向气孔处迁移,促使晶粒继续长大。在此阶段孔隙减少,收缩率进一步降低,陶瓷致密度非常高。