Температура спекания керамики варьируется в зависимости от конкретного типа керамики и желаемых свойств. Например, диоксид циркония оптимально спекается при температуре около 1500℃, в то время как карбид бора требует температуры 2250-2300℃ для эффективного спекания.
Температура спекания диоксида циркония:
Цирконий, тип усовершенствованной керамики, демонстрирует максимальную прочность при спекании при температуре около 1500℃. Эта температура очень важна, так как отклонение даже на 150℃ выше или ниже этой оптимальной температуры может значительно снизить прочность материала. Например, прочность диоксида циркония падает с примерно 1280 МПа при 1500℃ до примерно 980 МПа при 1600℃ и далее до всего лишь примерно 600 МПа при 1700℃. Такое резкое снижение прочности объясняется неконтролируемым ростом зерен при высоких температурах, что также может привести к снижению стабильности и возможному растрескиванию. Кроме того, слишком высокие температуры могут снизить прозрачность диоксида циркония, что подчеркивает важность соблюдения рекомендованной производителем кривой спекания.Температура спекания карбида бора:
Карбид бора, известный своей высокой ковалентной связью, представляет собой более сложный сценарий спекания. Из-за сильной связи карбид бора требует чрезвычайно высоких температур, обычно около 2250-2300 ℃, для эффективного спекания при нормальном давлении. При таких температурах задействуется механизм объемной диффузии, что необходимо для устранения пор и зернограничной диффузии. Однако спекание при таких высоких температурах также приводит к быстрому росту зерен и образованию остаточных пор, что может повлиять на компактность и общее качество материала.
- Общий процесс спекания:
- Общий процесс спекания керамики включает в себя несколько этапов:Формирование суспензии:
- Смесь воды, связующего вещества, дефлокулянта и необожженного керамического порошка равномерно соединяется для получения суспензии.Сушка распылением:
- Суспензия высушивается распылением до образования порошка.Формирование зеленого тела:
- Высушенный распылением порошок прессуется в форме для создания зеленого тела.Выгорание связующего:
Зеленое тело нагревается при низкой температуре для удаления связующего.Высокотемпературное спекание:
Последний этап включает в себя нагрев керамики при высоких температурах для сплавления частиц. Этот процесс сопровождается значительной усадкой материала, поскольку стеклянная фаза течет и вливается в структуру порошка, уменьшая пористость.
