详解氧化锆陶瓷固相烧结的三个阶段

氧化锆陶瓷的的烧结方式一般都采用常压烧结，另外还有一种烧结方式---固相烧结，它有三个阶段，，因为烧结是进行陶瓷加工前的重要一个阶段，所以下面科众陶瓷厂给大家带来详细解释介绍这三个阶段。

氧化锆陶瓷制品在固相烧结过程中，会发生许多变化，图3－13表示了固相烧结过程变化情况。在这些变化中，最主要的有：
①尺寸收缩、密度增加；
②强度显著增加；
③合金化；
④晶粒长大等。

氧化锆陶瓷环打孔

固相烧结大致分为三个阶段进行：

第一阶段，即粘接过程。颗粒间的原始接触点或面转变成晶体结合，即通过成核、晶粒长大等过程形成烧结颈。在此阶段中，颗粒内的晶粒不发生变化，颗粒外形也基本不变，整个烧结不发生收缩，密度增加也极为微小，但是烧结体的强度和导电性等出于颗粒接触面增大而有明显的增加。

第二阶段，即烧结颈长大阶段。在此阶段中，烧结颋扩大，颗粒间距离缩小，形成连续的闭孔网络，孔颈大量消失，烧结体收缩，密度和强度显著增加。

第三阶段，孔隙球化和缩小，整个烧结体仍可能缓慢收缩，主要是靠孔隙的消失和孔隙数量的减少来实现，但仍残留少量闭孔隙。

在烧结过程中，随着晶粒的长大，烧结的原动力减弱，因此，烧结的速度降低。粗型品粒在其晶界处容易产生缺陷，易使强度降低，故一般结构材料多不希望如此。因而如何抑制晶粒的过快成长，使其密度接近于理论值就成了技术关键。

不管在理论上，还还是通过实验观察，都可以发现，平均粒径小的粒子发生收缩后越发变小，而大的粒子将其合并，越越发变大。在大粒子周围弯曲的晶界两侧存在着自由能之差，它是晶界迁移的原动力。因此，晶界向曲率中心迁移，粒子生长。有理论指出，晶界迁移速度随温度升高呈指数函数关系增加，在一定温度下与晶界曲率成正比。

但存在许多氧化物情况下，即使原料纯度非常高，晶晶界附近也有相当宽度的晶格缺陷和空间电荷层存在。由于杂质向晶界偏析，所所以在实际应用的陶瓷材料中，晶粒生长到某种程度时如果晶界率减小，晶界迁移则急剧减慢。