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烧结工艺是一种通过将生坯加热到低于其熔点的温度来固结陶瓷粉末的方法,这会导致氧化锆颗粒扩散。因此氧化锆材料中的孔隙减少或关闭。
电场烧结:电场烧结使用直流 (DC) 电场。将生坯材料置于炉内与电极直接接触。激活电场直到出现闪光现象。致密化发生迅速并从根本上降低了烧结温度。
高压烧结:在高压烧结中,氧化锆陶瓷粉末在数十万大气压的压力下烧结。它有助于材料达到高密度,具有精细的晶体,并改变晶体结构及其原子和电子状态。为了成功进行高压烧结,必须对材料进行成型、真空密封,并使用非常纯的氧化锆材料。
活化烧结:活化烧结涉及在烧结过程中和烧结之前使用物理或化学方法迫使反应物分子进入高能状态。使用活化烧结的各种物理方法包括电场、磁场和超声波或辐射。化学方法使用氧化还原反应、离解氧化物、卤化物和氢氧化物。活化烧结采用降低的烧结温度,烧结时间更短,提高了烧结效果。
热压:热压烧结是从用于活化烧结的技术发展而来的。热压烧结过程从活化过程中获取反应物的活化状态,并在分解相变过程中使用更高的能量来产生更高密度的陶瓷材料,但温度要低得多,压力低得多,而且时间更短。该设计是一种非常有效的热压方法。
冷烧结:降低烧结温度是减少工厂和工业碳排放的主要推动力。已经引入了几种不同的方法来满足需求并符合不断变化的空气质量标准。冷烧结使用液体在一定的压力和少量热量下帮助颗粒重新排列和相互扩散。在此过程中,粉末材料与部分可溶的液体混合。将湿材料置于压力为 100 MPa 至 500 MPa 的模具中并加热至低于 300o C。随着加热和压力的施加,固体材料沉淀。目前,该工艺不适用于所有氧化锆陶瓷材料。