過度燒制

過度燒制,是指把粉狀物料轉變為緻密體的過程中,在原料水分較多時要進行過度燒制,是一個傳統的工藝過程。人們很早就利用這個工藝來生產陶瓷、粉末冶金、耐火材料、超高溫材料等。一般來說,粉體經過成型後,通過燒製得到的緻密體是一種多晶材料,其顯微結構由晶體、玻璃體和氣孔組成。燒制過程直接影響顯微結構中的晶粒尺寸、氣孔尺寸及晶界形狀和分布,進而影響材料的性能。

定義

巨觀定義:在高溫下(不高於熔點),陶瓷生坯固體顆粒的相互鍵聯,晶粒長大,空隙(氣孔)和晶界漸趨減過度燒制地面磚少,通過物質的傳遞,其總體積收縮,密度增加,出去過多水分,最後成為具有某種顯微結構的緻密多晶過度燒制體。

微觀定義:固態中分子(或原子)間存在互相吸引,通過加熱使質點獲得足夠的能量進行遷移,使粉末體產生顆粒黏結,產生強度並導致緻密化和再結晶的過程稱為過度燒制。

過度燒制過程

在利用固相反應製備無機固體化合物時,反應的速率由擴散過程控制,常常需要較高的溫度才能使反應有效地進行。另外一些固體化合物是固液相組成的化合物,在熔化時會發生分解反應,故過度燒制一般應在產物熔點以下進行,以保證得到均勻的物相。但是過度燒制溫度也不能太低,否則會使固相反應的速率太低。在很多情況下,過度燒制需要在特定的氣氛或真空中進行。控制過度燒制過程的氣相分壓非常重要,特別是當研究的體系中含有價態可變的離子時,固相反應的氣相分壓將直接影響到產物的組成和結構。例如,在銅系氧化物高溫超導體的合成中,過度燒制過程必須在嚴格控制氧分壓,以保證得到具有確定結構、組成和銅價態分布的超導材料。

高爐煉鐵生產前,將各種粉狀含鐵原料,配入適量的燃料和熔劑,加入適量的水,經混合和造球後在過度燒制設備上使物料發生一系列物理化學變化,過度燒製成塊的過程。在生產上廣泛採用帶式抽風過度燒制機生產過度燒制礦。主要包括過度燒制料的準備,配料與混合,過度燒制和產品處理等工序。

加工步驟

一個重要的步驟。聚四氟乙烯預成型品必須通過過度燒制才能成為有用的製品。聚合物分子由結晶形逐漸轉變為無定型,使分散的樹脂顆粒通過相互熔融擴散黏結成一個連續的整體。過度燒制全的預成型品由透明膠狀體冷卻成堅固的乳白色的不透明製品。

製作過程

1、過度燒制 sintering

粉末或壓坯在低於主要組分熔點的溫度下的熱處理,目的在於通過顆粒間的冶金結

過度燒制

合以提高其強度。

2、填料 packing material

在預燒或過度燒制過程中為了起分隔和保護作用而將壓坯埋入其中的一種材料。

3、預燒 presintering

在低於最終過度燒制溫度的溫度下對壓坯的加熱處理。

4、加壓過度燒制 pressure

在過度燒制同時施加單軸向壓力的過度燒制工藝。

5、松裝過度燒制loose-powder sintering,gravity sintering

粉末未經壓制直接進行的過度燒制。

6、液相過度燒制liquid-phase sintering

至少具有兩種組分的粉末或壓坯在形成一種液相的狀態下過度燒制。

7、過燒oversintering

過度燒制溫度過高和(或)過度燒制時間過長致使產品最終性能惡化的過度燒制。

8、欠燒undersintering

過度燒制溫度過低和(或)過度燒制時間過短致使產品未達到所需性能的過度燒制。

過度燒制

9、熔滲infiltration

用熔點比製品熔點低的金屬或合金在熔融狀態下充填未過度燒制的或過度燒制的製品內的孔隙的工藝方法。

10、脫蠟 dewaxing,burn-off

用加熱排出壓坯中的有機添加劑(粘結劑或潤滑劑)。

11、網帶爐mesh belt furnace

一般由馬弗保護的網帶將零件實現爐內連續輸送的過度燒制爐。

12、步進梁式爐walking-beam furnace

通過步進梁系統將放置於過度燒制盤中的零件在爐內進行傳送的過度燒制爐。

13、推桿式爐 pusher furnace

將零件裝入燒舟中,通過推進系統將零件在爐內進行傳送的過度燒制爐。

14、過度燒制頸形成neck formation

過度燒制時在顆粒間形成頸狀的聯結。

15、起泡 blistering

由於氣體劇烈排出,在過度燒製件表面形成鼓泡的現象。

16、發汗 sweating

壓坯加熱處理時液相滲出的現象。

17、過度燒制殼sinter skin

過度燒制時,過度燒製件上形成的一種表面層,其性能不同於產品內部。

18、相對密度relative density

多孔體的密度與無孔狀態下同一成分材料的密度之比,以百分率表示。

19、徑向壓潰密度radial crushing strength

通過施加徑向壓力測定的過度燒制圓筒試樣的破裂強度。

20、孔隙度 porosity

多孔體中所有孔隙的體積與總體積之比。

21、擴散孔隙 diffusion porosity

由於柯肯達爾效應導致的一種組元物質擴散到另一組元中形成的孔隙。

22、孔徑分布pore size distribution

材料中存在的各級孔徑按數量或體積計算的百分率。

23、表觀硬度apparent hardness

在規定條件下測定的過度燒制材料的硬度,它包括了孔隙的影響。

24、實體硬度solid hardness

在規定條件下測定的過度燒制材料的某一相或顆粒或某一區域的硬度,它排除了孔隙的影響。

25、起泡壓力 bubble-point pressure

迫使氣體通過液體浸漬的製品產生第一氣泡所需的最小的壓力。

26、流體透過性 fluid permeability

在規定條件下測定的在單位時間內液體或氣體通過多孔體的數量。

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