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氧化鋯陶瓷的燒結(jié)溫度與密度的關(guān)系

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氧化鋯陶瓷的密度為5.9~6.05g/cm3左右,但其實(shí)它不是一個(gè)固定值,它的密度隨著燒結(jié)溫度的變化會(huì)有輕微改變,下面河南奧菲達(dá)儀器給大家詳細(xì)分析一下。

密度與晶粒的變化是燒結(jié)過程中最基本的變化。圖3-10是材料相對(duì)密度與燒結(jié)溫度的關(guān)系。從圖3-10可見,和普通陶瓷一樣,納米Y-TZP陶瓷的無壓燒結(jié)大致也可分為三個(gè)階段:


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①燒結(jié)初期從室溫到1000℃之前,坯體的相對(duì)密度只從47%增加到62%,變化較小。

②燒結(jié)中期。燒燒結(jié)溫度在1000~150℃之間,坯體的密度迅速提高到96%以上。

③燒結(jié)后期。燒結(jié)溫度高于1150℃,坯體接近致密化。圖3-11是材料晶粒生長(zhǎng)與燒結(jié)溫度的關(guān)系。

從圖3-11可看到,晶粒生長(zhǎng)可分為兩個(gè)階段。在溫度低于1300℃時(shí),晶粒生長(zhǎng)比較緩慢;而溫度繼續(xù)升高時(shí),晶粒迅速生長(zhǎng)。比較圖3-10和圖3-11可以發(fā)現(xiàn),在950~1300℃之間,雖然材料已基本致密,但晶粒并未迅速長(zhǎng)大,這與一般經(jīng)典理論所說的燒結(jié)末期晶粒迅速長(zhǎng)大似乎不大相符。

其原因可能是:由于納米Y-TZP材料在1100℃以上燒結(jié)時(shí),晶粒中的Y+會(huì)向晶界析出,并在晶界富集,從而阻止了晶粒長(zhǎng)大,因此在一定濕度下,即使在燒結(jié)后期,晶粒生長(zhǎng)也會(huì)受到抑制。有人認(rèn)為,納米Y-TZP的燒結(jié)中期與后期,晶粒生長(zhǎng)指數(shù)m都為3,即遵循相同的擴(kuò)散形式,這也可部分解釋圖3-11的結(jié)果。

較圖3-10和圖3-11可知,在1150℃時(shí)可獲得燒結(jié)相對(duì)密度達(dá)97.5%,晶粒大小僅90nm左右的納米YTZP材料。

氧化鋯陶瓷的特殊密度導(dǎo)致了它的優(yōu)良性能,所以很適合用來加工成各類陶瓷零件。


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