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《湖南大学》 2012年
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热分析技术在陶瓷材料烧结过程中的应用研究

周海球  
【摘要】:陶瓷材料的烧结性能主要体现在烧结温度与致密化速率。烧结温度过高不仅导致材料性能恶化,而且浪费能源、降低生产效率。烧结温度过低则瓷体不能充分致密化,达到预期的强度。因此,准确测定陶瓷材料的烧结温度范围具有非常重要的意义。目前,传统测定陶瓷材料烧结温度范围的方法为电阻炉焙烧法和耐火度测定仪法,这两种测试方法均操作比较复杂,结果受人为影响因素较大。同时陶瓷坯体烧结致密化速率不仅受原始粉料的影响,而且与升温速度密切相关。本文尝试用热分析技术测定几种陶瓷材料的烧结温度,进而对热分析技术在确定陶瓷烧结温度方面的应用提供实验依据。 论文首先用热膨胀仪测定了电瓷、建筑陶瓷和日用陶瓷的烧结温度范围,并与用传统测试方法所得到的测试结果进行了比较,同时结合不同温度下烧结的陶瓷材料的SEM和XRD测试结果,验证了用热膨胀仪测定陶瓷材料烧结温度范围的可靠性;运用热膨胀和DSC-TG等热分析技术研究了几种陶瓷材料的烧结特性、升温速率与最佳烧结温度的关系和坯料粒度分布对其坯体烧结性能的影响。主要得出以下结论: 1、热膨胀仪测定陶瓷材料的烧结温度范围,不仅方便、快捷,而且其测试结果准确、可靠。根据测试结果可知,电瓷材料的烧结温度范围为1270-1340℃,建筑陶瓷的烧结温度范围为1240-1260℃,日用陶瓷的烧结温度为1270-1300℃; 2、陶瓷坯体在烧结过程中的主要物理化学变化为:室温至300℃,主要是排除干燥时未能排除的残留水分。300℃至1000℃,随着结构水的排除和碳酸盐的分解,坯体失重明显,体积无明显变化,高岭石逐渐转变为偏高岭石。1000℃至烧结温度,坯体开始收缩,且随着温度的升高产生剧烈的收缩使坯体致密化。当温度高于烧结温度以后,坯体开始膨胀。 3、陶瓷材料的最佳烧结温度与升温速率满足线性关系;升温速率越快,陶瓷材料的最佳烧成温度越高。 4、电瓷坯料的粒度减小、粒度分布变窄,电瓷材料的最佳烧结温度逐渐降低,烧结体中的晶粒尺寸变小,体积密度逐渐增大,开口气孔率逐渐降低,抗折强度相应增大。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TQ174.1

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【引证文献】
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【参考文献】
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【同被引文献】
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