江苏大学材料工艺课程设计(6)

的矿物组成与显微结构发生显著变化，外形尺寸得以固定，强度得以提高，最终成为人们预期得到的、具有某种特定使用性能的陶瓷制品，这个过程成为烧成。烧成是指粉体经过成型后具有一定的形状，在高温下粉体内气孔排除，烧结体收缩，变得致密化的过程。烧结是烧成过程中非常重要的一部分，下面讨论的时候主要以烧结过程作为主要考虑过程。 烧结是陶瓷制备的关键阶段。由于Al2O3化学键的牢固性使得烧结要在很高的温度下(一般为1800℃)进行才能实现。但即使是高温下的普通烧结，烧结体的烧结性能也总不能达到人们的要求。为了降低生产成本，实现氧化铝陶瓷的致密化烧结，提高烧成体的性能，生产中均采用特殊的烧结手段。目前高致密度氧化铝陶瓷烧结方法有热压烧结、气氛烧结、真空热压烧结等。

热压烧结是从烧结驱动力方面入手，以外加压力(10~40MPa)和粉料的表面能联合作用促使坯体颗粒塑性流动、重排，使坯体中气孔减少，坯体收缩，致密度提高，颗粒间结合强度增加，机械强度提高的过程。同普通烧结方法(无压烧结)相比，这种方法制备的氧化铝陶瓷致密度较高，晶粒生长较少，可以获得细晶粒的氧化铝陶瓷材料。现在它已成为制备高性能陶瓷的常用烧结方法。

热等静压烧结实质上是一种特殊的热压烧结方法。它是指在高温条件下，将烧结坯体置于气体介质中，使其各个方向受到均衡相等压力，从而促进陶瓷材料致密化进程。HIP法适合复杂形状制品的生产。热等静压是一种先进的材料致密化工艺，具有烧结温度低，烧成时间短，坯体收缩均匀的特点。可以制备出微观结构均匀且几乎不含气孔的高性能、形状复杂陶瓷件。

微波烧结加热速度快，能在较短时间内常压烧结出晶粒细小、致密度高的陶瓷，目前正日渐成为功能陶瓷烧结的重要手段。在微波电磁能的作用下，材料内部分子或离子的动能增加，使烧结活化能降低，扩散系数提高，这样就使得低温快速烧结得以实现，从而获得了致密度高、晶粒结构均匀的多晶材料。

氧化铝陶瓷的烧结有时候也选择在氢气气氛中进行。这种工艺可以消除由于材料成分的挥发产生的空位等缺陷或对坯体中的气孔进行置换，将其排除。与普通烧结相比，烧结效果较优异，有时候甚至可以将气孔率降到1%以下。所以这种工艺已经成为透明陶瓷等功能陶瓷制备的重要应用工艺。

放电等离子烧结(sparkplasmasintering,SPS)技术是新近发展起来的一种致密化技术，[4]