陶瓷材料閃燒試驗裝置
陶瓷技術的發(fā)展
陶瓷材料具有耐高溫、耐酸耐堿、強度高等優(yōu)點,被廣泛應用。然而,陶瓷材料的制備通常需要很高的燒結溫度,消耗大量能源,生產(chǎn)成本較高,是限制其廣泛應用的一個主要原因。為了降低陶瓷的生產(chǎn)成本和獲得更加優(yōu)異的陶瓷性能,人們采取了一系列措施。一方面添加燒結助劑,通過提高擴散速率或者形成低溫液相的方式提高燒結速率;另一方面不斷開發(fā)陶瓷燒結新技術,例如熱等靜壓燒結、微波燒結、放電等離子燒結等,這些燒結技術不僅降低了能耗,而且使材料的性能得到顯著提高。
閃燒是在2010年由科羅拉多大學Rishi Raj教授提出的一種新的燒結理念,指的是生坯在一定溫度和臨界電場下實現(xiàn)生坯的低溫極速致密化,這個過程一般是幾秒鐘,這也是閃燒與場輔助燒結的主要區(qū)別。相比于其他燒結方法而言,閃燒具有燒結時間短、溫度低的優(yōu)勢。
陶瓷材料閃燒試驗裝置的特征
快速致密化和電導急速增加。與其它陶瓷燒結方法相比,閃燒具有燒結溫度極低、時間超短的優(yōu)勢,大大的降低了能耗,為陶瓷的發(fā)展開啟了嶄新的一頁。
配件
設備夠成:高溫爐、直流高壓電源、電壓、電流表
閃燒法的三個階段
閃燒(flash sintering)是在2010年由科羅拉多大學Rishi Raj教授提出的一
種新的燒結理念,指的是生坯在一定溫度和臨界電場下實現(xiàn)生坯的低溫極速
致密化,這個過程一般是幾秒鐘,如圖所示,這也是閃燒與場輔助燒結的主要區(qū)別。相比于其他燒結方法而言,閃燒具有燒結時間短、溫度低的優(yōu)勢。閃燒裝置主要是由爐體和電源兩部分組成,如圖所示。
圖為閃燒設備及狗骨型試樣示意圖
圖為恒溫實驗時閃燒的三個階段
按照閃燒過程中,功率的變化,主要分為以下三個階段,如圖:
首先階段-孕育階段(incubation stage),在這一階段功率緩慢增加,這個
階段所需的時間稱之為孕育時間,孕育時間一般受電場強度和溫度的影響;
第二階段-閃燒階段(flash sintering stage),在這一階段功率急劇變化,達到限定電流后,試樣由恒壓狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楹懔鳡顟B(tài),功率逐漸趨于穩(wěn)定,與此同時試樣迅速致密化;
第三階段-穩(wěn)定階段(stabilization stage),功率隨保溫時間的增大沒有明顯變化,趨于穩(wěn)定,致密化過程結束。