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陶瓷烧结技术
奇材馆 / 2024-01-08     阅读次数:1109

陶瓷材料一直以其高温稳定性、优异的电绝缘性能和耐腐蚀性受到广泛关注。然而,传统的陶瓷烧结技术存在着诸多挑战,如高温能耗、制程周期长等问题。为了克服这些限制,科学家们不断努力,推动着陶瓷烧结技术的创新与发展。本文将详细介绍一些新型的陶瓷烧结技术,包括微波烧结技术、电场烧结技术、闪烧技术(SPS)、压力烧结技术、冷烧结技术以及气氛控制烧结技术。

 

1.微波烧结技术

微波烧结技术是一种利用微波辐射来实现陶瓷材料烧结的先进方法。相比传统的烧结方式,微波烧结具有烧结温度低、周期短、能耗少等优势。其基本原理是通过微波与陶瓷粉末发生相互作用,将微波能量转化为热能,实现材料的均匀加热。微波加热的快速性使得烧结时间大幅缩短,同时还能提高陶瓷制品的致密度和性能。

 

2.电场烧结技术(field activated sintering technique,FAST)

电场烧结技术利用外加电场来促使陶瓷粉末颗粒的迅速结合。通过在陶瓷粉末之间施加电场,可以在相对较低的温度下实现高密度的烧结。这项技术的独特之处在于电场的作用有助于加速粒子扩散和结合,从而在较低的温度下完成整个烧结过程。这不仅有助于节能,还能保持材料微观结构的稳定性。

 

3. 闪烧技术(Flash sintering)

闪烧技术是近几年出现的一种新型电场辅助陶瓷烧结方法。“Flash sintering”一词最早的出现于1952年Hill的文章中,文中描述了一种在压力辅助条件下,将直流电直接通过迅速升温的金属陶瓷坯体,来制备金属陶瓷块材料的方法。

 

4.放电等离子烧结(SPS)

SPS 技术开创性地将直流脉冲电流引入烧结过程,压头在向材料施加压力的同时也充当电流通过的载体。与传统烧结技术通常利用发热体辐射加热不同,SPS 技术借助大电流通过模具或导电样品产生的热效应来加热材料。