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氧化鋯陶瓷表面氣孔尺寸分布對燒結(jié)和顯微結(jié)構(gòu)

有些氧化鋯陶瓷表面的氣孔特別多，然而有些卻特別光滑，幾乎沒有氣孔，那么究竟是什么原因呢？其實(shí)跟氧化鋯陶瓷的燒結(jié)聯(lián)系很大，下面是越飛陶瓷廠的詳細(xì)分析，希望大家有所獲益。

氧化鋯陶瓷既可用做功能材料，又可以用做工業(yè)催化劑的載體、添加劑或活性組分，在CO2加H2合成甲醇反應(yīng)中具有重要作用。關(guān)于氣孔尺寸分布對燒結(jié)和顯微結(jié)構(gòu)發(fā)展的影響已有不少的報(bào)道。相同粉體素坯的氣孔尺寸分布的變化常常是由于一次顆粒的團(tuán)聚所引起，研究中表明，不僅密度，致密化速率也受氣孔尺寸分布的極大影響。

對顯微結(jié)枃的研究發(fā)現(xiàn)，素坯中的大氣孔越多，則燒結(jié)密度越低。極端情況下，當(dāng)氣孔尺寸為雙峰分布時(shí)，團(tuán)聚體之間的大氣孔，或所謂的二次產(chǎn)生的氣孔幾乎無法排除。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，雖然晶粒生長受相結(jié)構(gòu)的影響，但是粉體及素坯性質(zhì)（素坯密度，氣孔尺寸分布）不影響升溫和保溫過程中素坯中的晶粒生長。

盡管越飛陶瓷素坯性質(zhì)如密度等不影響晶粒生長，但影響氣孔與顆粒的尺寸比。素坯性質(zhì)不影響晶粒生長，但影響氣孔生長，故也影響致密化行為。致密化初始階段晶粒尺寸與密度的關(guān)系如上所述，燒結(jié)中期晶粒尺寸與密度存在線性關(guān)系，根據(jù)對燒結(jié)階段的定義，燒結(jié)初期只有致密化作用而無晶粒生長。

這種現(xiàn)象可能存在于初始顆粒尺寸較大的素坯，但對由超細(xì)粉體如本研究用的超細(xì)氧化鋯構(gòu)成的素坯而言，即使在燒結(jié)的朂初階段，晶粒生長和致密化也幾乎同時(shí)產(chǎn)生。這一結(jié)果意味著，對于超細(xì)粉體的固相燒結(jié)，燒結(jié)初期可近似地認(rèn)為是不存在的，或至少是可以忽略的。

由此可以得出如下結(jié)論：

①素坯中的晶粒生長不受成型體性質(zhì)的影響：

②氣孔生長同時(shí)受晶粒生長和致密化的控制，前者使氣孔與晶粒同步生長而后者則導(dǎo)致氣孔收縮，氣孔R值下降，氣孔生長受成型體性質(zhì)的影響；

③超細(xì)粉體的燒結(jié)初期幾乎可忽略，晶粒生長與致密化同時(shí)產(chǎn)生，從燒起始至中期結(jié)束，晶粒尺寸與密度呈線性關(guān)系，這一線性關(guān)系可根據(jù)晶粒生長與致密化產(chǎn)生于同一擴(kuò)散傳質(zhì)機(jī)制，以及等溫過程中晶粒生長和密度對時(shí)間相致的依賴關(guān)系得以解釋；

④晶粒尺寸與密度的線性關(guān)系受成型體性質(zhì)的影響，因?yàn)榫ЯＩL受顆粒間尺寸差別的化學(xué)位驅(qū)動，而致密化則受作用于氣孔的燒結(jié)壓應(yīng)力推動；

⑤較高的二面角、成型密度、窄的顆粒和氣孔尺寸分布有利于使晶粒尺寸密度關(guān)系軌跡向高密度、小晶粒尺寸方向移動

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