玻璃陶瓷烧结体的烧结性质研究
陶瓷材料的实际烧结及其计算机仿真研究的开题报告
陶瓷材料的实际烧结及其计算机仿真研究的开题报
告
1.研究背景：
目前，陶瓷材料广泛应用于油气开采、航空航天、新能源、生物医药、船舶制造等领域，对于陶瓷材料的加工工艺、烧结工艺及其性能等方面的研究已成为当前研究的热点。
其中，烧结工艺是影响陶瓷材料性能主要因素之一。
目前，虽然有许多关于陶瓷材料烧结工艺的研究，但大多基于试验，成本高、周期长，研究效率较低。
因此，基于计算机仿真方法研究陶瓷材料的烧结工艺成为一种有效的途径。
2.研究内容：
本研究将采用有限元分析(FEA)方法，基于ANSYS软件，建立陶瓷材料烧结过程的三维仿真模型，分析应力分布、温度分布等物理量随时间的变化规律，通过对烧结工艺参数的调整及对模型的优化，探讨对陶瓷材料烧结过程的控制及优化方法。
3.研究意义：
本研究通过对陶瓷材料烧结过程的计算机仿真研究，可以大大提高研究效率，降低成本，同时为陶瓷材料的生产和应用提供一种新的思路和方法，为相关领域的陶瓷材料烧结工艺优化及性能提高提供参考。
4.研究方法：
本研究将构建陶瓷材料的三维几何模型，通过ANSYS软件建立烧结过程的仿真模型，对模型进行有限元分析，计算得到物理量随时间的变化规律，对模型进行优化及对烧结工艺参数进行调整，探讨对陶瓷材料烧结过程的控制及优化方法。
5.预期结果：
通过本研究，可以得到陶瓷材料烧结过程的应力分布、温度分布等物理量随时间的变化规律，提高陶瓷材料烧结工艺的制备效率，在一定程度上提高材料性能，为陶瓷材料的生产及应用提供一种新的思路和方法。
《陶瓷材料的烧结》课件
对废弃的陶瓷材料进行回收和再利用，实现资源的循环利用，降 低对自然资源的依赖。
THANKS。
致密度、均匀性和性能。
烧结设备的改进
03
随着技术的进步，烧结设备的性能和效率也将得到提升，为陶
瓷材料的制备提供更好的设备支持。
环保和可持续发展在陶瓷烧结领域的应用
环保材料的研发
为了降低陶瓷产业对环境的影响，未来将大力研发环保型的陶瓷 材料，如低毒陶瓷、可降解陶瓷等。
节能减排技术的应用
通过采用新型的节能技术，降低陶瓷烧结过程中的能耗和排放， 实现低碳、环保的生产。
04
陶瓷材料的烧结性能
烧结密度和孔隙率
烧结密度
烧结后的陶瓷材料密度，影响材料的 机械性能和热学性能。
孔隙率
陶瓷材料内部孔隙的多少，与材料的 强度、热导率和绝缘性能有关。
烧结陶瓷的力学性能
01
硬度
烧结陶瓷的硬度取决于其成分和 显微结构，硬度高的陶瓷耐磨、 耐划痕。
02
03
抗弯强度
韧性
陶瓷抵抗弯曲应力的能力，与材 料的成分、显微结构和制备工艺 有关。
航天器结构材料
陶瓷材料具有轻质、高强度和耐高温的特性，适用于航天器结构材料，如卫星天线骨架、太阳能电池板支架等。
06
未来展望
新型陶瓷材料的开发
高性能陶瓷
随着科技的发展，对陶瓷材料性能的要求越来越高，未来 将开发出具有更高强度、硬度、耐磨性、耐高温等高性能 的新型陶瓷材料。
多功能陶瓷
除了传统的结构陶瓷外，未来还将开发出具有多种功能如 导电、导热、压电、磁性等功能的新型陶瓷材料。
05
陶瓷材料的烧结应用
在电子行业的应用
电子封装
CBZS／AIN玻璃-陶瓷的低温烧结及性能研究
为添加剂 ， 在 ９ ０ ０ ￣ （ ７ 热压 烧 结 获 得 了热 导 率 高于 １ ０ Ｗ／ （ ｍ・ Ｋ ） 的Ａ Ｉ Ｎ Ｉ 硼硅酸铅玻璃 一陶瓷复合材料。
从上述研究结果可知 ， 以氮化铝粉体和玻璃粉体为原
结温 度低于 ９ ｏ ｏ ｏ ｃ， 以达到与金属电极共烧的 目的 ，
料， 可以在较低温度下通过热压烧结获得热导率大于 ５ ． ０ Ｗ／ （ ｍ・ Ｋ ） 的氮化铝基玻璃 一陶瓷复合材料 。 然而 ，
低 的烧 结温 度ｎ 删。 Ａ １ 。 ０ ４玻 璃 体 系是 目前发 展较 为成 ，
Ａ １ Ｎ陶瓷具有高的热导率 、 与硅相匹配的热膨胀 系数 、 低的介 电常数 、 良好的绝缘性及环保无毒等优
点， 是 当今 最理想 的电子器 件基板 材料［ ７ － Ｏ ￣ ， 然而 纯 Ａ Ｉ Ｎ陶瓷高达 １ ９ ０ ０ ｏ Ｃ 的烧结温度严重限制了其推广
和应用ｆ 】 ‘ ２ １ 。 为了充分利用氮化铝良好的热传导性能，
同时又避免其高的烧结温度 ， 一些研究者通过在氮化
铝粉体中添加适量玻璃粉体 ， 在较低烧结温度下制备 获得热导率较高的氮化铝基玻璃 一陶瓷复合材料 。
如Ｏ ｈ ［ 。 等和 Ｍａ 等 “ 在Ａ １ Ｎ粉体 中添加适量堇青石 玻璃粉 ， １ ２ ０ ０ ℃热压烧结得到致密结构的 Ａ １ Ｎ ／ 玻璃 ， 热 导率为 ４ ． ４ Ｗ／ （ ｍ・ Ｋ ） ； 赵 宏生ｆ 】 １ 在９ ５ ０ ｏ ｃ 热压烧结 得到了 Ａ Ｉ Ｎ ／ Ｓ ｉ Ｏ 一 Ｂ ２ ０ 。 一 Ｚ ｎ Ｏ — Ｂ ｉ ２ Ｏ ａ 复合材料， 热导率 为５ ． １ — ９ ． ３ Ｗ／ （ ｍ・ Ｋ ） ； 张擎雪［ １ ６ １ 以硼硅酸铅玻璃粉作
第３ ４ 卷第 １ 期
实习报告：陶瓷烧结
陶瓷烧结摘要：本篇实习报告主要通过烧结陶瓷的过程了解到热敏电阻陶瓷的性质，发展现状，及制作过程。
其次，总结了实习过程中的理论、步骤以及相关事件的处理。
关键词：热敏电阻陶瓷；实习方法与步骤；结论1 实习目的与背景1.1 合成的目的与本专业核燃料、废物固化体的关系自从1942年第一座核反应堆在美国建立，核工业已经发展了70多年。
期间核工业的发展中心从核武器转移到了核能应用上，目前各国又开始共同研究聚变核反应堆。
在这期间应用于核工业中的材料也在不断发展，其中陶瓷材料则在核工业中的材料选择上受到重视，并广泛地应用于核反应堆原料、组件以及核废料处理等各个方面。
陶瓷材料在核工业中的大量应用离不开它本身具有的性能优势。
陶瓷具有强度大、刚度好、耐腐蚀、化学稳定性好的特点，而随着陶瓷材料的进一步发展（比如陶瓷基复合材料的发展），材料性能中的一些薄弱环节像韧性差、难加工等方面也得到了一定的改进。
此外，陶瓷材料还具有耐高温、抗辐射的性能，一些特定的陶瓷还有活性低、能吸收中子的特点，这些性能都有助于其在高温高辐射的核工业环境下的应用。
而对于核废料的处理也一直是各个国家所担忧的又一实际问题。
将核废料封入合成岩中是当前最为现实的做法，合成岩于上世纪70年代研制，用于储存高放核废料。
在设计上，合成岩可以吸收清水反应堆和钚核裂变产生的特定废物，能够将核废料封入晶格内，用以模拟在地质构造上较为稳定的矿石。
1.2 文献调研与分析目前通用型NTC热敏电阻材料,大多是在Mn-Co-Ni-Cu-Fe系过渡金属氧化物中选择2～4种,经配料、成型、烧结等传统陶瓷工艺制成热敏电阻器。
其性能与组成(配比)、烧结、退火处理、封装等工艺条件有密切关系。
在空气中烧结成的NTC热敏电阻材料ρ=1~108Ω•cm,B=1000~7000K,其使用温度范围为-50～+300℃。
随着NTC热敏电阻器应用领域的扩大,对其性能的要求也日益提高。
就目前情形而言,对能在高温条件下使用的NTC元件,要求十分严格,例如在汽车发动机使用电子计算机控制系统后,为了限制尾气中有害气体的排放量(CO、NOx、CHx等有害气体),要求对排气口温度进行有效的测控。
PTFE_陶瓷_微纤维的成型烧结特性研究_周洪庆
文章编号:100129731(2002)0320315202PTFE/陶瓷/微纤维的成型烧结特性研究Ξ周洪庆,刘 敏,王晓钧(南京工业大学材料科学与工程学院,江苏南京210009)摘 要: 在PTFE/陶瓷/微纤维三元体系复合粉料制备的基础上,用综合热分析方法对复合粉料在热处理过程中发生的物理化学变化进行了探讨,详细比较了预压成型结合自由烧结工艺与热压成型烧结工艺,对介质微观结构、机械力学与电学性能等方面的影响。
实验表明:当陶瓷与微纤维含量较高时,采用适当的热压成型烧结工艺可以制备出强度高、损耗低、综合性能优异的微波复合介质材料。
用IR光谱、氧指数对复合介质的结构与燃烧性能进行了分析评价。
关键词: 复合粉料;成型;烧结中图分类号: TM28 文献标识码:A1 引 言自从10年前美国Rogers公司推出以PTFE复合陶瓷的新一代微波毫米波介质基片以来,深受微波电路设计专家们的青睐。
该基片在电路中不仅起着支撑体的作用,而且还可以直接制作成滤波器、混频器、天线的接收与发射组件等各种功能性器件,因此获得良好的机械力学性能与优异的电学性能是研制该新型复合介质的基本要求。
众所周知,PTFE熔点高达327℃,且熔点以上熔融粘度几乎不变,为此需要采用“粉末冶金”工艺进行加工[1]。
本文在PTFE/陶瓷/微纤维三元体系复合粉料制备工艺探索的基础上,用综合热分析方法对复合粉料热处理过程中发生的物理化学变化进行了探讨,详细比较了不同成型、烧结工艺对复合介质微观结构、机械力学和电学性能等方面的影响,用IR 光谱、氧指数对复合介质的结构与燃烧性能进行了分析评价。
2 实 验用MP1100B型电子天平按配方(1-x-y)%(质量分数) PTFE+x%(质量分数)陶瓷+y%(质量分数)微纤维+适量活性剂和偶联剂等精确称量,其中x=0.25～0.65,陶瓷为Sr2Mg2 Si2Ti2O系统,在压机上进行复合粉料预成型,压强58.8×104Pa,试样尺寸10cm×10cm×0.1cm,放入马弗炉中烧成,最高温度340～385℃,热压成型烧结在高温平板油压机上完成。
玻璃陶瓷烧结工艺优化设计研究
玻璃陶瓷烧结工艺优化设计研究玻璃陶瓷材料是一种复合材料，它在陶瓷的基础上加入了玻璃相。
这种材料具有很高的物理、化学性能和机械性能，因此在工程领域中有很广泛的应用。
其中，玻璃陶瓷的烧结工艺是制备高品质、高性能玻璃陶瓷制品的关键步骤之一。
因此，对玻璃陶瓷烧结工艺的优化设计研究，对提高玻璃陶瓷制品的性能、质量和利润性有着重要的意义。
1. 玻璃玻璃烧结工艺的现状在当前的玻璃陶瓷制造行业中，主流的烧结工艺有两种：传统压定充填法和压凝烧结法。
前者主要是通过模具定型，将陶瓷和玻璃粉末混合后充填进模具中，在200-800℃低温烧结后，再在1000C以上的高温下烧结，最终形成玻璃陶瓷制品。
后者则是将混合好的玻璃陶瓷粉末制成坯体，并在一定的温度和压力下压凝成形。
这种方法能保证制品的内部结构均匀性和稳定性，是一种比较理想的烧结工艺。
然而，随着社会对高硬度、高耐热、高耐蚀等性能的要求不断提升，现有的玻璃陶瓷烧结工艺已经难以满足需求。
这主要是因为现有的烧结工艺在制造过程中，存在着颗粒不均匀、温度不稳定、烧结时间长等缺点，导致制品性能和质量无法得到很好的保证。
2. 玻璃陶瓷烧结工艺的优化设计针对现有烧结工艺存在的问题，可以采取一些优化措施来提高玻璃陶瓷的制品性能和质量。
其中，烧结温度、烧结时间、烧结气氛、颗粒粒径和成分等是烧结过程中需要注意的一些关键因素。
2.1 烧结温度烧结温度是影响玻璃陶瓷制品质量的一个重要因素。
一般，制品在高温下烧结会导致其结构发生变化，进而影响其性能和质量。
同时，温度过低也会导致制品不均匀、孔隙率高等问题。
因此，需要根据实际生产需求和制品性能要求，选取适当的烧结温度。
2.2 烧结时间烧结时间也是制品性能和质量的关键因素之一。
烧结时间对应的制品结晶度的增长和气比表面积的减小，会直接影响到制品的硬度和密度。
烧结时间过短则制品会存在气孔率过多、结晶不完全等问题；反之则会存在晶粒过长、制品过硬等问题。
因此，需要针对不同的制品要求和实际情况，选择合理的烧结时间。
烧结法制MgO-SiO_2-Al_2O_3-B_2O_3-KF玻璃陶瓷成分设计优化及显微析晶研究
坯 愈 致 密 ；试 样 中 成 分 配 比愈 接 近 云 母 晶体 成 分 的 原 子 比 ，玻 璃 陶瓷 的显 微 析 晶 程 度 愈 高 ；在 烧 结 温 度 为 １ ０００℃ 时 ，即
开 始 出现 析 晶 ，到 １ ０５０℃ 时 ，析 晶 程 度 达 到 最 高 ，继 续 提 高 烧 结 温 度 ，显 微 析 晶 又 发 生 重 熔 ．
收 稿 日期 ：２Ｏｌ１— １１— ０３ 基 金项 目 ：河 南 省 科 技 厅 国 际合 作 项 目（０８４３００５１００２１） 作 者简 介 ：张 小 立 （１９６９一 ），女 ，甘 肃 武 威 人 ，高 级 工 程 师 ，博 士
２４ ·
·
中 原 工 学 院 学 报
１ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９
ＭｇＯ—ＳｉＯ２一Ａｌｚ Ｏ。一Ｂ２ Ｏ。一 ＫＦ玻 璃 陶 瓷 由 于 具 有 良好 的绝缘 介 电性 能 和 可 加 工 性 能 ，被 广 泛 应用
于制造 真 空绝缘 部 件 、高 温 导轨 和腐 蚀 环 境 中的耐 热 部件 等 ］．用传统 的熔 融法 制备 玻璃 陶瓷 ，由于玻璃 熔 制温 度 比较高 ，且 析 晶时有 热应力 的存 在 ，壁 厚 和体积 大 的物件 容易 产生 微 裂 纹 ，故 近 年来 越 来 越 多地 采 用 粉体烧 结方 法来 生产 玻璃 陶 瓷．与传 统 的熔融 法相 比， 烧 结法 所需 的熔 制 温度低 、熔 化时 间短 ，而且 可 以采 用 多种成 型 工艺 ，适 用 于制备 形 状复 杂 的零 件 ，尺寸也 可 以精确 控 制 ，因此 ，采 用粉 体烧 结法 制备玻 璃 陶瓷具 有 重 要 的工程 意义 ＿５ ］．目前 ，关 于 用烧 结法 制 备玻 璃 陶 瓷 的系 统研 究资 料 比较 少 见 ，析 晶程 度 随工 艺 参 数 的 变 化 研 究 未 见 报 道 ．
实验九 陶瓷材料烧结工艺实验
实验九陶瓷材料烧结工艺实验姓名：许航学号：141190093 姓名：王颖婷学号：141190083系别：材料科学与工程系专业：材料物理组号：A9 实验时间：5月11号1实验目的1）掌握陶瓷主要制备工艺的原理、方法与一定的操作技能。
2）通过实验了解陶瓷产品的设计程序与工艺过程。
3）掌握制备陶瓷材料的典型工艺流程，包括配方计算、称量、混料、筛分、造粒、成型、排塑、烧结、加工、性能测试等4）利用实验找出材料的最优烧结工艺，包括烧结温度和烧结时间5）了解压敏陶瓷等功能陶瓷的制备和性能检测2 实验背景知识2.1陶瓷陶瓷（ceramics）是我们日常生活接触较多，在国民经济中有许多重要应用的无机非金属材料之一。
传统概念的陶瓷是指所有以粘土为主要原料，并与其他矿物原料经过破碎混和成型烧成等过程而制得的制品,主要是常见的日用陶瓷、建筑卫生陶瓷等普通陶瓷(ordinary ceramics )。
随着社会的发展，出现了一类性能特殊，在电子、航空、生物医学等领域有广泛用途的陶瓷材料，称之为特种陶瓷(specieal ceramics )。
所有的陶瓷（材料及其制品）都有其特定的性能要求。
如：日用餐具要有一定的强度（strength）、白度（whiteness）、抗热冲击性（热稳定性）；对于电瓷有强度和介电性能要求；而特种陶瓷对性能及其热稳定性要求更高。
陶瓷的性能一方面受到其本征物理量（如热稳定系数、电阻率、弹性模量等）的影响，同时又与其显微结构密切相关。
而决定显微结构和本征物理量的是陶瓷的组成及其加工工艺过程。
其中陶瓷组成对显微结构、性能起决定作用。
2.2 陶瓷材料制备工艺陶瓷材料制备的一般工艺流程如图1所示。
图1. 陶瓷材料制备的一般工艺流程2.2.1 配方设计陶瓷坯料（body material）一般是由几种不同的原料配制而成。
性能不同的陶瓷产品，其所用原料的种类和配比不同，也即所谓坯料组成或配方不同。
陶瓷成分设计原则有：1）根据科研需要或用户的要求确定产品（充分考虑产品的物理化学性能和实用性能要求）；2）参考前人的经验和数据；3）了解各种原料对产品性质的影响；4）应满足生产工艺的要求；5）了解原料的品位、来源和到厂价格。
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３ 结论
ＸＲＤ证实了对Ａ型和Ｂ型性质的假设（如图５， ６）。正如所希望的一样，样品Ａ具有低孔隙率的较好 烧结性。相反，样品Ｂ的烧结性质较差，且存在直径 １００１山ｍ的气孔。氧化物对参数的影响似乎是阳离子减
１∞０℃ ９∞℃ 踟Ｏ℃
１０．０Ｄ
加．００ ３０舶４０肿 ２０／（。）
５０．００
图５ Ａ型样品不同保温时间Ｋ—ＣＺＳ系统的ＸＲＤ图
１０∞℃
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ｌ（１．【Ⅺ
盈Ｈ＿Ｉ 引ＩＪＩＩ ４０．００ ５０．００
２０／（“ 。
图６ Ｂ型样品不同保温时间Ｍｇ—ＣＺＳ系统的Ｘｔｍ图
少，玻璃粘度（“，Ｎａ，Ｋ，Ｓａ）减小或更倾向于结晶（Ｍｇ，
ｚｎ，Ｔｉ，Ｐ）。
烧结过程的推动力是自由能的减少。这样，颗粒
越小，有助于烧结。颗粒的粘度分布是很重要的，双峰
本文所研究的方法能简单和快速地描述不同玻 璃组分的烧结和结晶过程，它结合了通常在传统陶瓷 领域所用的２种热分析技术，即差热分析ＤＴＡ和热成 像分析。
中加入摩尔分数为５％不同种类的氧化物，如Ｌｉ：０， Ｎａ：０，Ｋ：０，ＭｇＯ，ＺｎＯ，ＴｉＯｚ和Ｐ２０ｓ，以便获得不同的四 元系统，后面将用Ｍ—ＣＺＳ表示，每一种氧化物被加入 作为工业烧结体，干混，在莫来石坩埚中于１４５０。Ｃ下 烧结３０ｍｉｎ，然后在水中快速淬火。
种性质是以Ｂ类为代表，它描述了在最大致密化情况
下，Ｒ下降的情况，在玻璃中的实验证明了（验证）这
些性质在完全致密化获得以前结晶过程已开始。
２．２ 氧化物添加剂的影响
在本文研究中的所有组分能够简单地分成Ａ类和
Ｂ类烧绪陛质，这样分类也能较接近在硅酸盐玻璃中引
入的氧化物的作用。通过简单比较ＤＴＡ和ＨｅＭＡ曲_xdjstc200504004.aspx
下载时间：2010年3月11日
１ 实验
２ 结果与讨论
１．１ 玻璃组分 原始玻璃，即基础玻璃是一种属于ＣａＯ—ＺｒＯｚ—
ＳｉＯ：玻璃陶瓷的稳定体系的工业烧结体。在基础玻璃
２．１ 样品的ＤＴＡ和ＨｅＭＡ数据 玻璃陶瓷组分的典型差热分析曲线指出：在玻璃
转变温度拐点，放热结晶峰孔和吸热熔融峰死，最终
作者简介：谢根生（１９６４一），男，博士研究生，副教授．主要从事工程陶瓷的研究
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇｌａｓｓ——ｃｅｒａｍｉｃｓ；ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ；ｄｅｖｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ
万方数据
１５
玻璃陶瓷烧结体的烧结性质研究
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 引用次数：
谢根生， Xie Gensheng 湖南科技职业学院,长沙,410004
依据基础玻璃的ＤＴＡ的热分析曲线和ＨｅＭＡ（热 成像）的烧结曲线可得到不同的烧结性质。ＤＴＡ测量
所用玻璃粉料约为３０９，其平均粒径为２０１ｘｍ，在铂坩 埚中以２０℃／ｍｉｎ的速度从２０℃加热到１４０００Ｃ。
ＨｅＭＡ是把相同组成的玻璃粉料压缩成小样品 （直径为２ｒａｍ，高为２ｍｍ），固定在ｌ张Ａ１ｚＯ，平板上， 以２０℃／ｍｉｎ的加热速率从６５０℃到１４５００Ｃ，约２０℃／ ｍｉｎ照１张样品外形的黑白照片。 １．２玻璃陶瓷组成
Ｃｃｒａｍ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｉｎｅ ｐｏｗｄｅｒｓ．Ａｍ
Ｓｏｃ Ｂｕｌｌ，１９８９，６８
（３）：７６～８６
３
Ｃｌａｒｋ Ｄ，Ｓｕｔｔｏｎ Ｗ Ｈ．Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｎ ｐｈａｓｅ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ，ｎｕｃｌｅ．
ａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ＣａＯ——Ｚｒ０２——ＳｉＯｚ ｓｌａｓｓ——ｃｅｒａｍｉｃｓ．Ａｎ
玻璃陶瓷烧结体的烧结性质研究
谢根生 （湖南科技职业学院，长沙４１０００４）
摘要：通过差热分析和扫描电镜分析了不同玻璃组分的烧结和结晶过程，发现不同的氧化物添加剂对玻璃性 质影响很大。添加剂种类、升温速率、玻璃粘度、颗粒大小、压力条件等都影响玻璃陶瓷烧结体的性质。
关键词：玻璃陶瓷；烧结性质；失透
玻璃陶瓷通常通过控制玻璃的结晶而得到，从玻 璃到结晶体的一个明显变化是透明度的逐步减小…。 玻璃陶瓷也可以通过具有高比表面的玻璃粉料烧结而 成，在这种情况下，烧结和结晶过程同时进行。在粉料 加压烧结时，在温度稍高于玻璃转变温度下通过粘性 流动可使粉料致密化，这个过程并不遵循结晶粉料的 特征扩散机理，当玻璃粉料被加热时，它的粘度减少， 单一的晶粒的形状发生改变而呈球状心］。在颗粒间形 成的湿液体，如果在足够高的温度下保持一定的粘度， 就可以使各种晶粒通过颈部连接。当结晶开始而烧结 阶段趋于末期时，会在玻璃粉料烧结过程中出现所希 望的颗粒排列，具有这样的性质在文中称为Ａ型，具有 该相关性质的玻璃粉料会形成非常致密、低气孔率的 材料。然而，致密过程并不总是这样，按照玻璃组分或 加热速率不同，结晶有可能与烧结同时进行，也可能提 前进行，这样将导致材料多孔和不均匀，具有这样的性 质在文中称为Ｂ型１３】。本研究尝试预测在稍高于结晶 温度热处理时不同内容的玻璃陶瓷粉料的烧结过程。 研究的组分虽然主要是用作釉层的烧结体，但研究可 扩展到单层或厚层玻璃陶瓷材料的烧结与结晶过程。
／
温度，℃ 图１ Ａ型样品的ＤＴＡ和ＨｅＭＡ曲线
一
●
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处 －Ｔ靳
ｊ再
＿＼
温度，℃ 图２ Ｂ型样品的ＤＴＡ和ＨｅＭＡ曲线
线收缩值并不增加，但渐近线界限是１００％致密化，这 意味着一旦粉料被压缩，由温度升高而产生的热效应 将不再影响烧结机理，结晶机理被应用。
为了有利于在相同温度范围内的比较，ＤＴＡ和 ＨｅＭＡ曲线决定组分是怎样影响烧结和脱玻现象，在 分析已获得的曲线时，这个过程展示了２个主要性 质：第１种主要性质是Ａ类，它描述了当渐近１００％致 密化时的最终烧结阶段开始时结晶温度下降，具有这 类性质的Ａ类玻璃粉料，在失透开始前已烧结；第２
（ａ）Ａ犁
∞）Ｂ型
图３ Ａ。Ｂ型玻璃陶瓷的扫描电镜照片
１４ 万方数据
分成２ＣａＯ·４Ｓｉ０２·ＺｎＯ及较高温度下的ＣａＯ·
Ｓｉ０２。
Ｂ型玻璃陶瓷组分的烧结性质是完全不同的。对 于这些Ｂ型样品，最高温度处显示出最高程度的结晶 并伴随着孔隙率的增大，气孔尺寸随温度升高结晶从 开始到结束略有减小。很明显，虽然结晶是完全的，但 致密化并不完全。 ２．４粘度与烧结
通过对不同的强，Ｔｓｏｆｉ和Ｔｓｅｍｉｓｐｈｅｒｅ的粘度值 和图４，可以进一步了解不同氧化物对玻璃粘度的影 响。对所有组分来讲，对应于烧结温度处的粘度下降 到软化点附近（１０９ｌｑ为７．６Ｐ），在同一图上所显示的结 晶温度表明：无论怎样，氧化物添加剂对粘性／扩散机 理或核化机理的影响都是重要的。
温度，℃ 图４ Ｍｇ—ＣＺＳ玻璃陶瓷的粘度对数与温度的关系
的分布比单峰分布将可获得更高的坯体密度。
压力条件主要影响单位体积的接触面积，压力越
高，坯体密度越大，烧结体线收缩越低。
参考文献
１
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２ Ｓｕｔｔｏｎ Ｗ Ｈ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｓｌａｓｓ—ｃｅｒａｍｉｃｓ ｂｙ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ａｎｄ
现代技术陶瓷 ADVANCED CERAMICS 2005，26(4) 0次
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可以了解各种氧化物是如何影响基础玻璃性质的。
一般来说，碱金属和碱土金属氧化物作为网络改
变剂，在玻璃失透过程中对玻璃性质影响不是很大。
这些氧化物通常能弱化玻璃结构，减少粘度，使疋，兀
和死值降低。随着粘度的减小，所有的扩散过程都有
助于结晶。
：
·
Ｐ：０，，ＴｉＯｚ，ＭｇＯ和ＺｎＯ的作用各有不同，在添加 Ｐｚｏｓ的情况下观察的Ｂ型性质可以认为这种氧化物 是主要的玻璃网络形成剂。当引入含钙玻璃网络，使
４１０００４）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ａｎｄ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｇｌａｓｓ ｂｙ ＤＴＡ ａｎｄ ＳＥＭ．ｉｔ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｏｘｉｄｅ ａｄｄｉｔｉｖｅｓ ｈａｖｅ ａ ｇｒｅａｔ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｇｌａｓｓ．Ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｇｌａｓｓ—ｃｅｒａｍｉｃ ｓｉｎｔｅｒｅｄ ｂｏｄｙ ａｒｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ ｂｙ ｔｈｏｓｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｓｕｃｈ ａｓ ｔｈｅ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｄｄｉｔｉｖｅｓ，ｒａｔｅ ｏｆ ｔｅｒｎ－ ｐｅｒａｔｕｒｅ ｒｉｓｅ，ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｇｌａｓｓ，ｇｒａｉｎ ｓｉｚｅ ａｎｄ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ，ｅｔｃ．
ＳＥＭ和ＸＲＤ被用来检测在不同保温时间下由粉 末烧结获得的玻璃陶瓷材料的显微结构的特征。Ａ型 玻璃陶瓷的性质具有玻璃相温度低，致密度较高地特 点，结晶从表面开始到玻璃晶粒随温度增加结晶度也 增加。
在最高温度处，样品被完全晶化，从扫描电镜观 察（图３）可明显看出，表面结晶以后，玻璃晶粒的内部 也开始失去光泽。２种结晶相呈不同的形态，这能够被