Спекание - важнейший процесс в производстве керамики, который включает в себя консолидацию частиц керамического порошка путем их нагрева до высокой температуры ниже точки плавления. Этот процесс необходим для уменьшения пористости, увеличения плотности частиц и улучшения различных свойств, таких как прочность, твердость и химическая стабильность.
1. Уменьшение пористости и увеличение плотности частиц:
Во время спекания керамические материалы нагреваются до температуры ниже точки плавления, что приводит к диффузии и сцеплению частиц порошка друг с другом. Такое сцепление уменьшает общую пористость материала, поскольку поры между частицами уменьшаются или закрываются. Уменьшение пористости приводит к увеличению плотности частиц, что очень важно для улучшения механических свойств керамики.2. Улучшение механических и физических свойств:
Процесс спекания не только уплотняет керамический материал, но и значительно улучшает его механические свойства. Например, предварительно спеченный диоксид циркония в процессе спекания переходит из моноклинной кристаллической структуры в политетрагональное состояние, в результате чего получается чрезвычайно твердый, плотный и прочный материал. Это превращение сопровождается значительным увеличением прочности и светопроницаемости, что делает спеченную керамику пригодной для различных применений, где важны долговечность и износостойкость.
3. Использование тепла и давления:
Спекание обычно происходит под воздействием высоких температур, но может также сопровождаться применением давления, особенно в таких процессах, как горячее изостатическое прессование. Использование давления может дополнительно усилить консолидацию материала и сократить время спекания. В некоторых случаях применяется спекание без давления, особенно при использовании градиентных металлокерамических композитов и средств спекания с наночастицами, что также позволяет достичь эффективной консолидации и плотности.4. Роль органических добавок:
Некоторые керамические материалы требуют добавления органических связующих перед спеканием из-за их низкой пластичности и сродства к воде. Эти добавки помогают придать материалу форму и облегчают процесс спекания, обеспечивая более плотную структуру, способную выдерживать высокие температуры и давление.
