第三章 陶瓷基复合材料制造工艺.pptx

第三章陶瓷基复合材料制造工艺
1、熔点 5、热膨胀系数
2、挥发性 6、蠕变特性
3、密度 7、强度
4、弹性模量 8、断裂韧性
9、基体与增强相之间的相容性
化学稳定性
热相容性
与环境的相容性:内部的和外部的,外部的相容性是指氧 化和蒸发性能
第三章陶瓷基复合材料制造工艺
普通工艺介绍
粉末冶金工艺(冷压与烧结工艺)
是一种被广泛应用的工艺。适用于连续纤维、长纤维、短纤维、颗粒或晶须增强的陶瓷基复合材料。
粉末制备压制烧结后处理
(增强相+基体(单向、双向(温度, (二次成品
+粘结剂) 等静压) 时间) 加工)
普通工艺介绍
粉末冶金工艺(冷压与烧结工艺)
粉末制备
粉体: 粉体是介于致密体与
胶体之间的颗粒集合物,其
颗粒当量直径在 微米和
1 毫米之间。
普通工艺介绍
粉末冶金工艺(冷压与烧结工艺)
陶瓷粉末制备方法
粉体的性能直接影响陶瓷的性能,制备高纯、超细、组分均匀分布、无团聚的粉体是获得优良陶瓷基复合材料的关键的第一步。
制粉的方法:
机械法:工艺简单、产量大。
化学法:可获得性能优良的高纯、超细、组分均匀的粉料。
普通工艺介绍
粉末冶金工艺(冷压与烧结工艺)
陶瓷粉末制备方法
机械法最常用的是球磨和搅拌震动磨。
化学法可分为固相法、液相法和气相法三种。
液相法是目前工业上和实验室中广泛采用的方法,主要用于氧化物系列超细粉末的合成。
气相法多用于制备超细、高纯的非氧化物陶瓷材料。
普通工艺介绍
粉末冶金工艺(冷压与烧结工艺)
压制工艺
单向或双向的模压
等静压制、振动压制、粉末轧制及粉浆浇注
压制过程中粉末行为
颗粒间位移,密度增加,压力不变
颗粒间产生磨擦位移,密度继续增加,压力升高
颗粒产生弹性变形,压制过程的本质变化,密度不再提高,压力增加很快
颗粒发生塑性变形和脆性断裂
普通工艺介绍
粉末冶金工艺(冷压与烧结工艺)
压制压力与压坯密度的变化
充填孔隙阻滞变形
相对密度
成形压力
图 3-1 压坯密度随成形压力的变化
ⅠⅡⅢ
普通工艺介绍
粉末冶金工艺(冷压与烧结工艺)
影响压制过程的因素
粉体的物理特性,硬度、纯度、形状、松装密度
成形剂(润滑剂)
加压方式与压力的大小
加压速度
粉末冶金(冷压烧结)
烧结过程
烧结过程:是指粉末压坯的适当的温度和气氛条件下,加热一段时间内发生的变化现象和过程。
普通制备工艺
粉末冶金(冷压烧结)
烧结热力学
烧结是一个体系自由能减少的过程。
缩颈增大,颗粒表面平直化而使比表面积减少
烧结体内孔隙总体积与总表面积减少
颗粒内晶格畸变消除
烧结机制
粘性流动
扩散:体积扩散、表面扩散、晶界扩散
塑性流动
普通制备工艺