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陶瓷砂輪的燒結原理

來源:江西玉寶鉆石工具   發布時間:2018-04-28   點擊量:3474

燒結原理: 燒結過程是在溫度作用下,物料之間發生擴散、熔融、流動、收縮再結晶等一系列物理化學變化的綜合作用過程。燒結有液相燒結和固相燒結兩種情況。

陶瓷砂輪

液相燒結: 陶瓷砂輪一般是由多元粉末配制而成的,在燒結過程中,其中的低熔點陶瓷成分優先熔化產生液相,在整個燒結過程中,自始至終存在著液相。液相的存在對固相有良好的濕潤性和親和性,并能較好地把持住金剛石磨料,可使燒成速度加快,并使砂輪具有收縮性,提高密度和強度。液相燒結大致分為三個階段。
第1階段:固相磨料被液相包裹,在液相表面張力的作用下,磨料互相靠近,重新排列,坯體呈收縮現象。
第2階段:難熔元素中的細磨料和磨料的棱角、尖角開始溶解,生成新的陶瓷合金,當液相達到過飽和狀態時,原先溶解部分的難熔陶瓷開始析出,粉末磨料變成結晶體結構。
第3階段:由于固相磨料在液相結構中的移動、重新排列以及新合金的生成,使相鄰的陶瓷磨料黏結在一起,結晶體延長,最終形成陶瓷砂輪的骨架。
固相燒結:與液相燒結不同,在固相燒結過程中,燒結溫度始終低于粉末熔點。固相燒結大致可分為四個階段。
第1階段:低溫燒結,燒結溫度為粉末熔點的20%~30%。在燒結過程中,伴隨著水分的蒸發,臨時添加劑逐漸揮發或分解,陶瓷粉末之間的接觸增加,坯體開始受熱膨脹,但強度尚未增加,坯體中的殘余應力消除。
第2階段:中溫燒結,燒結溫度為粉末熔點的40%~50%。在燒結過程中,臨時添加劑完全揮發或分解,陶瓷粉末表面氧化物由于還原氣體的流入而開始還原,粉末磨料之間開始產生合金連接,坯體開始收縮,密度、強度開始增加。
第3階段:高溫燒結,燒結溫度為粉末熔點的50%~80%。在燒結過程中,粉末磨料之間發生位移重排,接觸面增大而成界面,氣孔迅速球化和收縮。坯體收縮明顯,強度很快提高,硬度也有所提高。
第4階段:高溫燒結終止,燒結溫度為粉末熔點的85%左右。坯體氣孔封閉,收縮停止,結晶體開始增大,坯體強度、密度基本穩定。
影響燒結質量的基本因素:陶瓷粉末性能、燒結溫度、燒成時間、燒結氣氛等。

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