粉体粒径对陶瓷烧结的致密化有什么影响?

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在2150 ℃烧结温度下,酚醛树脂2.0%+碳化硼2.5%,按配方依次选用A2 : A1(4 : 1)、A2、A3 : A1(4 : 1)、A3四种粉体进行试验,平均粒径依次约为0.8 μm、1.0 μm、1.6 μm、2.0 μm,研究粉体粒径对碳化硅陶瓷烧结致密化的影响。下面来为大家分析结论。

粗/细混合粉体烧结后SiC陶瓷颗粒结合相比单一粉体烧结而言晶粒细小,结合更加紧密,由于使用的粗、细粉体粒径差别适中,使细颗粒可以较好地填充至粗颗粒之间的孔隙处,故烧结后晶粒大小较为一致,碳和气孔分布较均匀,没有明显的聚集和异常晶粒长大;

使用的粗颗粒相比粒径较大,使细颗粒的填充不够充分,因此可以观察到烧结后存在晶粒结合不够紧密,尺寸大小不一,气孔分布不均等现象,使用单一粉体烧结时,粉体粒径较细的粉体烧结后晶粒交织生长,结合较为紧密,气孔分布较为均匀,而粉体粒径较粗的粉体烧结后存在部分晶粒生长大小不一,气孔分布不均且有增大的趋势。

采用粗/细混合粉体进行烧结的样品抗弯强度和密度均高于使用单一粉体烧结的样品,这一结果与显微结构相吻合。其中进行烧结的SiC陶瓷样品的密度和抗弯强度达到3.11 g/cm3和428 Mpa,略大于使用单一粉体进行烧结后样品。

尽管它的力学性能距离单一粉体进行烧结的样品还存在较大的差距,但这依然可以为低成本常压烧结SiC陶瓷提供一个思路,表明若粗/细粉体的颗粒分布优化出合理的比例之后,将极有可能使用部分混合粉体替代全部为细颗粒的粉体实现SiC陶瓷常压致密化烧结。

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