Reordenamiento y densificación de partículas: en la sinterización de fase líquida, la generación de fase líquida y reordenamiento de partículas son pasos clave en la densificación. Las partículas pequeñas tienen una gran área de superficie específica y energía superficial. Después de generar la fase líquida, la fase sólida se humedece por la fase líquida y se infiltra en los espacios entre partículas. Si la cantidad de fase líquida es suficiente, las partículas de fase sólida estarán completamente rodeadas por la fase líquida y se aproximarán a un estado suspendido. Bajo la tensión superficial de la fase líquida, sufrirán desplazamiento y ajuste de la posición, logrando así la disposición más compacta. En esta etapa, la densidad del cuerpo sinterizado aumenta rápidamente.
Proceso de precipitación de disolución: en la sinterización de fase líquida, la solubilidad de las partículas sólidas en la fase líquida varía. Las partículas o áreas pequeñas con curvatura de la superficie grande se disuelven más, mientras que las sustancias disueltas precipitan en la superficie de partículas o áreas grandes con curvatura negativa. Este proceso hace que la forma de partículas sólidas se convierta gradualmente en formas esféricas u otras formas regulares, pequeñas partículas para encoger o desaparecer gradualmente, partículas grandes para crecer y partículas para acercarse, aumentando así la densificación.
Efecto de presión capilar: en sinterización de fase líquida,partículas finasTener una presión capilar grande, que impulsa el transporte de materiales en la fase líquida, lo que hace que las partículas se reorganicen y obtengan un empaque más ajustado, lo que resulta en un aumento en la densidad del cuerpo verde. La relación entre la contracción a la contracción total en esta etapa depende de la cantidad de fase líquida. Cuando el número de fases líquidas excede el 35% (volumen), esta etapa es la etapa principal para completar la contracción del tocho, y su tasa de contracción es equivalente a aproximadamente el 60% de la tasa de contracción total.
La influencia de la temperatura de sinterización: aumentar la temperatura de sinterización aumentará la cantidad de fase líquida, promoviendo así el deslizamiento y el reordenamiento de las partículas y mejorando la densidad de la cerámica. Sin embargo, las temperaturas de sinterización excesivamente altas pueden exacerbar la descomposición y la volatilización en fase líquida, lo que lleva a un aumento en el número de poros y una disminución en la densidad.
Densidad relativa y porosidad abierta: con el aumento de la temperatura de sinterización, la densidad relativa de la cerámica primero aumenta y luego disminuye, y la porosidad abierta primero disminuye y luego aumenta. Cuando la temperatura de sinterización está en su valor óptimo, la densidad relativa es la más alta, la porosidad abierta es la más pequeña y la cerámica tiene la mejor densidad
El efecto de la temperatura de sinterización sobre la densidad: cuanto mayor sea la temperatura de sinterización, mayor es la densidad del producto final. Cuando la temperatura aumenta de 1000 ° C a 1050 ° C, la densidad aumenta bruscamente debido a la activación de la sinterización de fase líquida. Sin embargo, a medida que la temperatura continúa aumentando, la tasa de aumento en la densidad disminuirá.
La relación entre las propiedades del material y la temperatura: la temperatura de sinterización juega un papel crucial en la determinación de las propiedades del material. La sinterización de alta temperatura puede mejorar la resistencia a la tracción, doblar la resistencia a la fatiga e impactar energía. Por ejemplo, un estudio mostró que la resistencia a la tracción de los componentes sinterizados a alta temperatura aumentó en un 30%, la resistencia a la fatiga de flexión aumentó en un 15%y la energía de impacto aumentó en un 50%.
Optimización de la temperatura de sinterización: a partir de los datos experimentales, la temperatura de sinterización es el factor más importante que afecta la densidad relativa y la resistencia a la flexión. Por ejemplo, en la sinterización de8Cerámica, la temperatura de sinterización óptima es de 1500 ℃, lo que puede lograr la mayor densidad relativa y resistencia a la flexión.
La influencia de la temperatura de sinterización en la microestructura y las propiedades: para la cerámica de estaño, cuando la temperatura de sinterización es de 1800 ℃, la densidad relativa es la más alta, la porosidad es la más pequeña y la cerámica tiene la mejor densidad. En este momento, su densidad masiva alcanza el 98.3% de la densidad teórica.
El efecto de la temperatura de sinterización en la tasa de pérdida de calidad y la tasa de contracción: con el aumento de la temperatura de sinterización, la contracción de la cerámica de estaño primero aumenta y luego disminuye. Cuando la temperatura de sinterización es inferior a 1800 ℃, la cerámica de estaño tiene más poros internos, lo que resulta en una tasa de contracción más baja; Cuando la temperatura de sinterización es de 1800 ℃, la cerámica tiene la porosidad más baja y la mayor densidad, lo que resulta en la mayor tasa de contracción.
La influencia de la temperatura de sinterización en las propiedades mecánicas: la resistencia a la flexión deEstañoLa cerámica primero aumenta y luego disminuye con el aumento de la temperatura de sinterización. Cuando la temperatura de sinterización es de 1800 ℃, la fuerza de flexión es la más alta.
El efecto de la temperatura de sinterización sobre la densificación: la densidad del cuerpo sinterizado aumenta rápidamente con el aumento de la temperatura de sinterización, alcanzando su punto más alto en alrededor de 2190 ℃. Luego, a medida que la temperatura continúa aumentando, la densidad tiende a disminuir. Las temperaturas de sinterización altas y bajas afectan la densidad del cuerpo sinterizado.
En resumen, para lograr una densidad óptima, el control de la temperatura de sinterización debe determinarse en función de las características específicas y el comportamiento de sinterización del material. Por lo general, es necesario determinar la temperatura de sinterización óptima a través de experimentos para garantizar que el material logre la densidad relativa más alta y las propiedades mecánicas óptimas.
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