10.烧结习题ppt课件

第十章第十章 习题课习题课固相烧结固相烧结液相烧结液相烧结蒸发凝聚蒸发凝聚 分散传质分散传质 粘性流动粘性流动 溶解沉淀溶解沉淀三、晶粒生长和二次再结晶三、晶粒生长和二次再结晶二、传质机理二、传质机理三、影响烧结的要素三、影响烧结的要素一、烧结过程一、烧结过程110.6 试就试就(a)驱动力的来源，驱动力的来源，(b)驱动力大小，驱动力大小，(c)在陶瓷系统中的重要性，来区分初次再结晶、在陶瓷系统中的重要性，来区分初次再结晶、晶粒长大和二次再结晶。晶粒长大和二次再结晶。基质塑性形变所添加基质塑性形变所添加 0.44.2J/g 在金属中较重要。硅酸盐材在金属中较重要。硅酸盐材 的能量。的能量。料热加工时塑性形变较小。料热加工时塑性形变较小。驱动力来源驱动力来源 驱动力大小驱动力大小 在陶瓷系统中的重要性在陶瓷系统中的重要性初次初次再结再结晶晶晶晶粒粒长长大大晶界两侧曲率的差别晶界两侧曲率的差别界面两边存在界面两边存在G下，下，晶界向曲率半径小的晶界向曲率半径小的 0.42J/g 气孔率下降气孔率下降晶粒中心推进，晶粒晶粒中心推进，晶粒平均生长。平均生长。二二次次再再结结晶晶大晶粒晶面与临近高大晶粒晶面与临近高外表能和小曲率半径外表能和小曲率半径的晶面相比较有较低的晶面相比较有较低的外表能。的外表能。由于大晶粒遭到周围晶粒应由于大晶粒遭到周围晶粒应力作用或由于本身易产生缺力作用或由于本身易产生缺陷，常在大晶粒内出现隐裂陷，常在大晶粒内出现隐裂纹，导致资料机、电性能恶纹，导致资料机、电性能恶化。但在硬磁铁氧体化。但在硬磁铁氧体BaF12O14的烧结中有益。的烧结中有益。基质塑性形变所添加基质塑性形变所添加 在金属中较重要。硅酸盐在金属中较重要。硅酸盐的能量。的能量。0.44.2J/g 资料热加工时塑性形变较小。资料热加工时塑性形变较小。2例一例一.设有粉料粒度为设有粉料粒度为5m，假设经，假设经2小时烧结后，小时烧结后，x/r=0.1。假设不思索晶粒生长，假设烧结至假设不思索晶粒生长，假设烧结至x/r=0.2。并分别经过蒸发凝聚；体积分散；粘性流动；溶解沉淀传质，。并分别经过蒸发凝聚；体积分散；粘性流动；溶解沉淀传质，各需多少时间？假各需多少时间？假设烧结设烧结8小时，各个传质过程的颈部增长小时，各个传质过程的颈部增长x/r又是多少？又是多少？3/123/12121)2(2.01.0)(/tttrxrx 运运算算时间时间5/12)2(2.01.0t 2/12)2(2.01.0t 6/12)2(2.01.0t 16 64 8 128烧结时间由烧结时间由2小时延伸至小时延伸至8小时小时运运算算3/1)82(/1.0 rx5/1)82(/1.0 rx2/1)82(/1.0 rx6/1)82(/1.0 rxx/r 0.16 0.13 0.2 0.126x/r 蒸发凝聚蒸发凝聚 分散传质分散传质 粘性流动粘性流动 溶解沉淀溶解沉淀3例二例二.如上题粉料粒度改为如上题粉料粒度改为16 m，烧结至，烧结至x/r=0.2，各个传质需求多少时间？假设烧结，各个传质需求多少时间？假设烧结8小时时，各小时时，各个传质过程的颈部增长个传质过程的颈部增长x/r又是多少？从两题计算结果，讨论粒度与烧结时间对四种传质过程的影响又是多少？从两题计算结果，讨论粒度与烧结时间对四种传质过程的影响程度？程度？传质传质 蒸蒸 发凝发凝 聚聚 分散传质分散传质 流动传质流动传质 溶解沉淀溶解沉淀 条件条件 x/r=0.2 粒度粒度 r=16m 求求 t 313231232311321113123222216516/ttkrrxtkrrx31253)64()516(t 21221)64()516(t 61232)64()516(t t(h)163.8 2097.2 25.6 13422运运算算条件条件 r=16 m t=8小时小时 求求 x/r313/23/123/223/113/212211)82()165(/1.0/rxtrtrrxrx515/3)82()165(/1.0 rx212/1)82()165(/1.0 rx613/2)82()165(/1.0 rxx/r 0.0725 0.066 0.112 0.058 运运算算410.12 在在1500Al2O3正常晶粒生长期间，察看到晶体在正常晶粒生长期间，察看到晶体在1小时内从小时内从0.5 m直径长大到直径长大到10 m。如。如知晶界分散激活能为知晶界分散激活能为335kJ/mol，试预测在，试预测在1700下下4小时后，晶粒尺寸是多少？他估计参与小时后，晶粒尺寸是多少？他估计参与0.5%MgO杂质对杂质对Al2O3晶粒生长速率有什么影响？在与上面一样条件下烧结，会有什么结果，为晶粒生长速率有什么影响？在与上面一样条件下烧结，会有什么结果，为什么？什么？分析：晶粒正常生长计算式：分析：晶粒正常生长计算式：KtDD 202)Aexp(-Q/RT 1KD=63 m参与抑制剂计算式：参与抑制剂计算式：tKDD2303 )Aexp(-Q/RT22KD=16 mK1=99.75 由由K式作比较得式作比较得K2=998.6510.11 在制造透明在制造透明Al2O3资料时，原始粉料粒度为资料时，原始粉料粒度为2m，烧结至最高温度保温，烧结至最高温度保温0.5小时，测得小时，测得晶粒尺寸为晶粒尺寸为10 m，试问假设保温，试问假设保温2小时，晶粒尺寸多大？为抑制晶粒生长参与小时，晶粒尺寸多大？为抑制晶粒生长参与0.1%MgO，此时假设保温此时假设保温 2小时，晶粒尺寸又多大？小时，晶粒尺寸又多大？分析：晶粒正常长大计算式：分析：晶粒正常长大计算式：参与抑制剂晶粒长大计算式：参与抑制剂晶粒长大计算式：KtDD 202KtDD 303 答案：答案：约约20 m 约约15.84 m6 910 在烧结时，晶粒生长能促进坯体致密化吗？晶粒生长会在烧结时，晶粒生长能促进坯体致密化吗？晶粒生长会 影影 响烧结速率吗？试阐明之。响烧结速率吗？试阐明之。阐明：晶粒生长是晶界挪动的结果，并不是原子定向向颈部阐明：晶粒生长是晶界挪动的结果，并不是原子定向向颈部 迁移的传质过程，因此不能促进坯体致密化。晶界挪动迁移的传质过程，因此不能促进坯体致密化。晶界挪动 可以引起原子跃迁，也可以使气孔移入晶粒内，从而影响可以引起原子跃迁，也可以使气孔移入晶粒内，从而影响 烧结速率。因此晶界挪动需进展控制。烧结速率。因此晶界挪动需进展控制。72、烧结为什么在气孔率达约、烧结为什么在气孔率达约5就停顿了，烧结为什么达不到实际密度？采取哪些措施可使烧结就停顿了，烧结为什么达不到实际密度？采取哪些措施可使烧结资料接近实际密度，为什么？资料接近实际密度，为什么？8填空题填空题1、在晶粒尺寸平均增长时，为使气孔与晶界一同挪动，可以采取的措施是、在晶粒尺寸平均增长时，为使气孔与晶界一同挪动，可以采取的措施是_、_和和_。2、在分散传质为主的烧结过程中，进入烧结的中后期时，假设温度和晶粒尺寸不变，那么气、在分散传质为主的烧结过程中，进入烧结的中后期时，假设温度和晶粒尺寸不变，那么气孔率随烧结时间孔率随烧结时间(t)以以_次方关系而减少。次方关系而减少。3、在烧结中、后期，往往伴随晶粒生长过程。晶粒的长大对物料烧结速率的影响、在烧结中、后期，往往伴随晶粒生长过程。晶粒的长大对物料烧结速率的影响()A、没有影响。、没有影响。B、延缓烧结速率。、延缓烧结速率。C、促进烧结速率。、促进烧结速率。D、开场促进，随着烧结时间的延伸而对烧结速率起延缓作用。、开场促进，随着烧结时间的延伸而对烧结速率起延缓作用。4、某物料粉碎成粒度为、某物料粉碎成粒度为5m的物料，经的物料，经2小时烧结后，其颈部半径增长率小时烧结后，其颈部半径增长率x/r=0.1，为使其到达，为使其到达x/r=0.2(不思索晶粒生长不思索晶粒生长)，又经过，又经过64小时的烧结。这是在小时的烧结。这是在()传质机理条件下进展的烧结的。传质机理条件下进展的烧结的。A、粘性流动、粘性流动 B、溶解沉淀、溶解沉淀 C、蒸发凝聚、蒸发凝聚 D、体积分散、体积分散 95、以下过程中，、以下过程中，()能使烧结产物强度增大而不产生致密化过程。能使烧结产物强度增大而不产生致密化过程。A、蒸发凝聚、蒸发凝聚 B、体积分散、体积分散 C、粘性、粘性(塑性塑性)分散分散 D、外表分散、外表分散6、在烧结过程中，只改动气孔外形而不引起坯体致密化的传质、在烧结过程中，只改动气孔外形而不引起坯体致密化的传质方式有方式有()A、晶格分散、晶格分散 B、外表分散、外表分散 C、晶界分散、晶界分散 D、流动传质、流动传质 E、颗粒重排、颗粒重排 F、蒸发凝聚、蒸发凝聚 G、非本征分散、非本征分散 H、溶解沉淀、溶解沉淀7、属于固相烧结的典型传质有、属于固相烧结的典型传质有_和和_两种，液相烧结的典型传质有两种，液相烧结的典型传质有_和和_。这四种传。这四种传质颈部增长质颈部增长x/r 与烧结时间关系分别为与烧结时间关系分别为_、_、_和和_。A、DB、F10