氧化鋯陶瓷燒結(jié)初期的動力學(xué)特征

上文介紹了氧化鋯陶瓷在燒結(jié)的過程中有關(guān)熱力學(xué)與動力學(xué)的問題，那么下面讓科眾陶瓷廠給大家詳細(xì)介紹一下氧化鋯陶瓷的燒結(jié)初期的動力學(xué)特征。

ZrO2納米粉體壓制的坯體燒結(jié)過程中樣品線收縮率L（△LL）與時(shí)間L（）的相關(guān)性如圖所示表明，L。（△L／L0）與Ln（t）的線性關(guān)系具有兩段特征，即由燒結(jié)開始時(shí)斜率為1的直線，隨保溫時(shí)間延長而轉(zhuǎn)變?yōu)樾甭蕿?／3的直線。

氧化鋯陶瓷管

燒結(jié)溫度不同，不改變這種規(guī)律，說明在整個(gè)燒結(jié)初期，坯體的燒結(jié)過程可分為兩個(gè)階段，這兩個(gè)階段具有完全不同的燒結(jié)動力學(xué)關(guān)系和燒結(jié)機(jī)理。同時(shí)，從圖中直線折點(diǎn)的位置變化表明，燒結(jié)溫度的升高，由起始第1階段（n＝1）過渡到第2階段（n＝1／3）的線收縮率增大，燒結(jié)時(shí)間縮短。

由圖可知，在燒結(jié)初期的第1階段，燒結(jié)動力學(xué)關(guān)系可表示為：

△L／I。＝Kt

即線收縮率△L／La正比于時(shí)間t。根據(jù)普通粉體以擴(kuò)散傳質(zhì)為主的固相燒結(jié)模型，初期燒結(jié)的動力學(xué)關(guān)系為△L／ L=kt對于不同的擴(kuò)散傳質(zhì)機(jī)理，式中指數(shù)n取值在2．5～5之間變化。

顯顯然，實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果明顯區(qū)別于普通粉體的燒結(jié)動力學(xué)，同時(shí)也說明納米粉體在該階段的燒結(jié)機(jī)理有其自身的特點(diǎn)，與傳統(tǒng)的燒結(jié)理論不同．通常，納米粉體粒子比普通粉體小3個(gè)數(shù)量級，但界面擴(kuò)散系數(shù)是普通材料的103倍。

當(dāng)納米素坯燒結(jié)時(shí)，快速的擴(kuò)散傳質(zhì)引起粒子間平衡被破壞，細(xì)小的納米粒子因此可能移動或轉(zhuǎn)動，其結(jié)果導(dǎo)致粒子間的重新排列和燒結(jié)體的致密化。