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氧化锆陶瓷的烧结温度与密度的关系

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氧化锆陶瓷的密度为5.9~6.05g/cm3左右,但其实它不是一个固定值,它的密度随着烧结温度的变化会有轻微改变,下面河南奥菲达仪器给大家详细分析一下。

密度与晶粒的变化是烧结过程中最基本的变化。图3-10是材料相对密度与烧结温度的关系。从图3-10可见,和普通陶瓷一样,纳米Y-TZP陶瓷的无压烧结大致也可分为三个阶段:


99氧化铝法兰盘加工

①烧结初期从室温到1000℃之前,坯体的相对密度只从47%增加到62%,变化较小。

②烧结中期。烧烧结温度在1000~150℃之间,坯体的密度迅速提高到96%以上。

③烧结后期。烧结温度高于1150℃,坯体接近致密化。图3-11是材料晶粒生长与烧结温度的关系。

从图3-11可看到,晶粒生长可分为两个阶段。在温度低于1300℃时,晶粒生长比较缓慢;而温度继续升高时,晶粒迅速生长。比较图3-10和图3-11可以发现,在950~1300℃之间,虽然材料已基本致密,但晶粒并未迅速长大,这与一般经典理论所说的烧结末期晶粒迅速长大似乎不大相符。

其原因可能是:由于纳米Y-TZP材料在1100℃以上烧结时,晶粒中的Y+会向晶界析出,并在晶界富集,从而阻止了晶粒长大,因此在一定湿度下,即使在烧结后期,晶粒生长也会受到抑制。有人认为,纳米Y-TZP的烧结中期与后期,晶粒生长指数m都为3,即遵循相同的扩散形式,这也可部分解释图3-11的结果。

较图3-10和图3-11可知,在1150℃时可获得烧结相对密度达97.5%,晶粒大小仅90nm左右的纳米YTZP材料。

氧化锆陶瓷的特殊密度导致了它的优良性能,所以很适合用来加工成各类陶瓷零件。


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