<

登录

官方微信:baichuansw2015 服务热线:0571-85363692

耐火材料在烧结过程中,是如何聚集再结晶,并制止了烧结制品的收缩

发布时间:2024/8/2点击次数:32

 一、聚集再结晶

烧结后阶段出现增长的结晶大颗粒,决定颗粒增长的力是边界歪曲而过剩的表面能。材料颗粒烧结时占据的地方,为系统中紧密堆积的小圆穴里。观察烧结材料磨片,看见沿小圆穴的体积分布,在平面上作出3个颗粒之间的点。3个颗粒边界之间的角力求 120°。如果3 个颗粒每个为点接触,将有120°角,那么颗粒本身将是六面体。
              

真实的颗粒通常有各种边数,它歪曲的边界及其数不等于6。如果由颗粒中心观看,凸形边界颗粒的边数少。如果由颗粒中心观看,大多数边数超过6 的颗粒边界将是凹形的,如图8-16 所示。边界向本身的弯曲中心移动,力求降低自由能。由于边数超过6的这样颗粒增多,而少于6边的颗粒减少。靠从小的增长出大颗粒,称为聚集再结晶。
                                                       

确定边界移动速度,反比例于颗粒半径为dR/dτ=1/R,或者积分以后得出:R2-R20=Kτ,如果R值忽略,于是:

式中,R 为长大的颗粒半径;R₀为τ=0时的颗粒半径。系统中实际程度指标处在0.3~0.5 范围内。颗粒长大理论继续到3个孔,直到没有成为单晶体样式的时候。实际上不常发生这样的颗粒增长,局限于第二相。第二相(夹杂物,气孔,添加物)对再结晶的影响示意图如图8-17所示。
                                                                     

为了边界移动超过夹杂物,必须增加本身的表面,而这样对热力学不利。所以第二相阻止边界移动。甚至0.01%的杂质在某些程度上使再结晶速度降低。在边界上存在较大数量杂质时,颗粒获得它的某大尺寸后,颗粒的曲形保证颗粒连续增长变成不足,大尺寸用比率表示:

式中,d为夹杂物(第二相)尺寸;ρ为夹杂物的体积份额。其中的情况,有时第二相是气孔,颗粒增长滞留在烧结初,有时气孔很多,后来气孔率降低到某值时,通常在ρ=10%~15%时,颗粒开始蓬勃增长。假若气孔率自然限制颗粒增长,为了限制增长,常常门引入高分散固体形式添加物的第二相。限制颗粒增长的另一因素是液相参与。因此系统中表明的情况是固体和液体之间的相分开,有两个表面。颗粒的不均匀增长引起二次再结晶。颗粒增长很快时,某些气孔可能被边界移动侵占,而这样的气孔进一步变为闭口的,可是封口非常困难。如果计算,内部气孔的封口速度等于晶体增长速度,例如镁尖晶石颗粒增长速度等于12~15μm/h时,实际没有实现长满闭口气孔。由此可见,烧结时要使气孔率降低,应该引入添加物——抑制剂,它阻滞颗粒增长,因而除颗粒夺取它外,还使气孔封口有了可能性。添加物——抑制剂的成分,它们的体积份额及颗粒尺寸,用试验方法确定。 

   二、烧结时区域分离在压紧的物体中,所有的固体质点没有方向,仅向整个物体几何中心靠近。烧结时可能发生区域(一小群)分离。质点向独立的区域几何中心集结。这样的过程引起质点互相靠近和每个独立区域(一小群)里面的气孔率降低,而同时进行独立群分离过程。它们相互排出,而群间气孔率增大。分离出来的群,由实验查明,根据材料性质和烧结条件可能由不同的质点数组成。致密和坚固的独立群,本身之间连接薄弱,导致机械强度降低,发生大体上的“疏松”。区域分离大体上制止烧结制品的收缩,导致增长大的气孔(群间的),同时小的群内气孔减小。从热力学观点看,区域分离可能是有利的。

解读B2B电子商务综合行业热点、呈现敏感事件、更多独家分析,尽在易推广微信,扫描二维码免费阅读。

相关技术文章

分享到: