陸佩文版無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)習(xí)題及解答第八章燒結(jié)

1、第八章第八章燒結(jié)過程燒結(jié)過程81名詞解釋：燒結(jié)燒結(jié)溫度泰曼溫度液相燒結(jié)固相燒結(jié)初次再結(jié)晶晶粒長(zhǎng)大二次再結(jié)晶（1）燒結(jié)：粉末或壓坯在低于主要組分熔點(diǎn)的溫度下的熱處理，目的在于通過顆粒間的冶金結(jié)合以提高其強(qiáng)度。（2）燒結(jié)溫度：坯體在高溫作用下，發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，最后顯氣孔率接近于零，達(dá)到致密程度最大值時(shí)，工藝上稱此種狀態(tài)為“燒結(jié)“，達(dá)到燒結(jié)時(shí)相應(yīng)的溫度，稱為“燒結(jié)溫度“。（3）泰曼溫度：固體晶格開始明顯流動(dòng)的溫度，一般在固體熔點(diǎn)（絕對(duì)

2、溫度）的23處的溫度。在煅燒時(shí)，固體粒子在塔曼溫度之前主要是離子或分子沿晶體表面遷移，在晶格內(nèi)部空間擴(kuò)散（容積擴(kuò)散）和再結(jié)晶。而在塔曼溫度以上，主要為燒結(jié)，結(jié)晶黏結(jié)長(zhǎng)大。（4）液相燒結(jié)：燒結(jié)溫度高于被燒結(jié)體中熔點(diǎn)低的組分從而有液相出現(xiàn)的燒結(jié)。（5）固相燒結(jié)：在固態(tài)狀態(tài)下進(jìn)行的燒結(jié)。（6）初次再結(jié)晶：初次再結(jié)晶是在已發(fā)生塑性變形的基質(zhì)中出現(xiàn)新生的無(wú)應(yīng)變晶粒的成核和長(zhǎng)大過程。（7）晶粒長(zhǎng)大：是指多晶體材料在高溫保溫過程中系統(tǒng)平均晶粒尺寸逐步

3、上升的現(xiàn)象.（8）二次再結(jié)晶：再結(jié)晶結(jié)束后正常長(zhǎng)大被抑制而發(fā)生的少數(shù)晶粒異常長(zhǎng)大的現(xiàn)象。82燒結(jié)推動(dòng)力是什么？它可憑哪些方式推動(dòng)物質(zhì)的遷移，各適用于何種燒結(jié)機(jī)理解：推動(dòng)力有：（1）粉狀物料的表面能與多晶燒結(jié)體的晶界能的差值，燒結(jié)推動(dòng)力與相變和化學(xué)反應(yīng)的能量相比很小，因而不能自發(fā)進(jìn)行，必須加熱!!（2）顆粒堆積后，有很多細(xì)小氣孔彎曲表面由于表面張力而產(chǎn)生壓力差，（3）表面能與顆粒之間形成的毛細(xì)管力。解：2x（10001x845501x82

4、）=1.99x107ergcm387有粉粒粒度為5μm，若經(jīng)2h燒結(jié)后，xr＝0.1。如果不考慮晶粒生長(zhǎng)，若燒結(jié)至xr＝0.2。并分別通過蒸發(fā)－凝聚、體積擴(kuò)散、粘性流動(dòng)、溶解－沉淀傳質(zhì)，各需多少時(shí)間？若燒結(jié)8h，各個(gè)傳質(zhì)過程的頸部增長(zhǎng)xr又是多少？解：根據(jù)查得各傳質(zhì)方式公式可得：時(shí)間分別為16h，64h，8h，128h，若只燒結(jié)8h，則XR分別為0.1413，0.1415，0.2，0.1416。88如上題粉料粒度改為16μm，燒結(jié)至xr

5、＝0.2，各個(gè)傳質(zhì)需多少時(shí)間？若燒結(jié)時(shí)間為8h，各個(gè)過程的xr又是多少？從兩題計(jì)算結(jié)果，討論粒度與燒結(jié)時(shí)間對(duì)四種傳質(zhì)過程的影響程度？解：蒸發(fā)－凝聚：顆粒粒度愈小燒結(jié)速率愈大。初期xr增大很快，但時(shí)間延長(zhǎng)，很快停止；體積擴(kuò)散：燒結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)，推動(dòng)力減小。在擴(kuò)散傳質(zhì)燒結(jié)過程中，控制起始粒度很重要；粘性流動(dòng)：粒度小為達(dá)到致密燒結(jié)所需時(shí)間短，燒結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)，流變性增強(qiáng)；溶解－沉淀：粒度小，傳質(zhì)推動(dòng)力大。燒結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)，晶粒致密程度增加。89試就（1）

6、推動(dòng)力來源；（2）推動(dòng)力大?。唬?）在陶瓷系統(tǒng)的重要性來區(qū)別初次再結(jié)晶、晶粒長(zhǎng)大和二次再結(jié)晶。解：晶粒生長(zhǎng)——材料熱處理時(shí)，平均晶粒連續(xù)增大的過程。推動(dòng)力：基質(zhì)塑性變形所增加的能量提供了使晶界移動(dòng)和晶粒長(zhǎng)大的足夠能量。晶粒生長(zhǎng)取決于晶界移動(dòng)的速率。二次再結(jié)晶——（晶粒異常生長(zhǎng)或晶粒不連續(xù)生長(zhǎng)）少數(shù)巨大晶體在細(xì)晶消耗時(shí)成核長(zhǎng)大過程。推動(dòng)力：大、小晶粒表面能的不同。二次再結(jié)晶晶粒長(zhǎng)大不均勻生長(zhǎng)均勻生長(zhǎng)不符合Dl=df符合Dl=df氣孔被晶粒