(4) 气压烧结
这些年来,气压烧结相关的研究进行了很多,获得了长足的进展。气压烧结氮化硅把Si3N4压坯在1 ~10MPa气压下,1800℃~2100℃左右进行烧结。由于施加高的氮气压使Si3N4的分解温度高,这样我们就可以选择耐高温性能好的烧结助剂来提高陶瓷性能。气压烧结的氮化硅陶瓷韧性好,强度高。且具有好的耐磨性。
1.2 放电等离子烧结技术(SPS)
1.2.1 SPS简介
随着时代的进步,科学技术的迈进,材料的发展在人们的生活中占据了重要的地位。新型材料的出现导致了旧的制备技术越来越更不上脚步。放电等离子烧结技术因此应运而生了。放电等离子烧结技术是一种快速烧结技术,它融低电压、脉冲直流电、压力辅助烧结与合成技术为一体,并有着升温快、能改进陶瓷的显微结构、改善陶瓷的性能等优点,被广泛应用于近些年来的新型材料当中。
1.2.2 SPS装置构成
放电等离子烧结炉装置主要包括以下几个部分:轴向压力装置;水冷冲头电极;真空腔体;气氛控制系统(真空、氩气);直流脉冲及冷却水、位移测量、温度测量、和安全等控制单元。
1.2.3 SPS烧结原理
SPS是利用放电等离子体进行烧结的。等离子体是物质在高温或特定激励下的一种物质状态,是除固态、液态和气态以外,物质的第四种状态。等离子体是电离气体,由大量正负带电粒子和中性粒子组成,并表现出集体性为的一种准中性气体。来,自|优;尔`论^文/网www.youerw.com
等离子体是解离的高温导电气体,可提供反应活性高的状态。等离子体温度4000~10999℃,其气态分子和原子处在高度活化状态,而且等离子气体内离子化程度很高,这些性质使得等离子体成为一种非常重要的材料制备和加工技术。
放电等离子烧结的烧结炉外形上来看与传统的热压炉很像,它们之间的区别是,SPS拥有可控的脉冲电流。放电等离子烧结炉的工艺参数,即烧结温度、压力等都是通过对脉冲电流的调节来控制的。目前这种新型的烧结技术已经在国内外多处被应用于新材料的制备开发。
放电等离子烧结使用可控的脉冲电流,使烧结样品在炉内直接快速渡过低温的阶段,达到高温阶段,这样样品在烧结的各个阶段所需的时间都大大减少,达成快速烧结的目的。
1.2.4 SPS烧结的工艺优势
放电等离子烧结工艺作为一种快速烧结技术,它升温速度快,烧结时间短。生产效率虽高,但单次的产量少。产品显微结构匀称,致密度高。