当前位置:技术支持>氧化铝的快速烧结:不同操作条件对致密化的影响 技术文章

氧化铝的快速烧结:不同操作条件对致密化的影响

点击次数:2230  发布时间:2018-05-23

Mattia Biesuz :氧化铝的快速烧结:不同操作条件对致密化的影响

【引言】

氧化铝是一种高硬度的化合物,熔点为2054℃,沸点为2980℃,在高温下可电离的离子晶体,常用于制造耐火材料。中国具有较丰富的铝土矿资源,迄今已探明保守储量23亿吨,位居*4,具备发展氧化铝工业的资源条件。据2004年以来的不完全统计,国内已公布的氧化铝投资项目达27个,测算总规模达1604.1万吨。即使不考虑利用国外铝土矿资源和到海外投资办厂的项目,总规模也达到2814.1万吨。致密化即熔体内部空隙总体积减少、颗粒间距缩短、烧结体积收缩、密度增大的烧结现象。

【成果介绍】

Mattia Biesuz等人认为:在恒定加热速率下,在单轴压制下制备的几乎不含杂质的氧化铝样品(在Linseis L75膨胀仪中进行了20/min恒温烧结试验。)在电场从500 V/cm1500 V/cm的范围内快速烧结。在1500 Vcm下,烧结温度随施加电场的增加而显著降低,甚至降低到900℃。快速烧结的起始温度可以成功地模拟为所施加的电压的函数。烧结温度也受到处理过程中使用的电极材料的较大影响:使用银或碳电极,烧结温度比使用铂电极时低约300℃。此外,烧结氧化铝陶瓷的体积密度和孔隙率与施加的电流极限相关较大。分析了快速烧结前后的功率耗散,计算了两种情况下的传导激活能,表明该过程是基于离子扩散现象的。zui后,我们表明,在快速烧结期间,传导的活化能降低,这表明在晶界上由电流局部化引起的物理或结构的改变。

【图文导读】

1Pt电极在不同电压和额定电流密度为2 mA/mm2a)、4 mA/mm2b)和6 mA/mm2c)下烧结氧化铝的收缩曲线。

2:在铂电极之间烧结的氧化铝的体积密度(a)和表观孔隙率(b)与额定电流密度的函数。

3:在快速烧结实验期间的特定功率损耗(电流限制=600 mA/mm2)。虚线表示在1500 V/cm下处理的样品中用于活化能测量的温度范围。

4:快速烧结的起始温度—应用电场的函数。连续曲线表示插值函数;虚线是计算在500 V/cm处去除点的插值曲线。

5:对于不同的电极材料(电流限制=2mA/mm2)在烧结时的总线性收缩率(a)和快速烧结中获得的收缩率(b)。

 

6:样品在不同电压(2mA/mm2)下使用不同电极材料进行快速烧结的体积密度(a)和表观孔隙度(b)。

7:快速烧结期间的平均比功率损耗—电流密度函数(a)和快速烧结期间的平均比功率损耗—应用铂电极的施加电场函数(b)。

8:作为不同电极材料(2 mA/mm2)在快速烧结期间应用电场下的平均比功率损耗的函数。

9:利用试样的几何参数计算快速烧结中的电阻率(a)和考虑孔隙率作为测量电流密度的函数估计实际电阻率(b)。拟合数据使用q0.94 eV,ε=0.65a)和q0.76 eV,ε=0.60b)计算,并对实验结果提供较好的近似。

    文中对氧化铝的研究使用到LINSEIS热膨胀仪系列中的DIL L75。林赛斯热膨胀仪DIL L75分为水平式和垂直式以及激光式。当需要测定固体、粉末、或糊状物的热膨胀仪时,的真空顶杆式热膨胀仪可满足测量需求。所有的测量模式都基于一个具有超高精度的LVD位移传感器。的系统设计和样品室的控温可以为测量提供zui高的准确度和分辨率,以及长期的稳定漂移。

    激光膨胀仪是膨胀测量的中级手段。L75激光膨胀仪相比任何顶杆法膨胀仪器测精度高出33倍。基于迈克尔逊干涉的测量原理可以消除所有的机械误差。用于像碳、石墨、复合材料、玻璃、氧化铝、熔融石英、基板、半导体、等材料的zui高精度测量。对于需严格限定膨胀的材料像玻璃、双金属、精密电子器件等,L75激光是作为质量控制的理想选择。

 

 

 

 

QQ在线客服
电话咨询
  • 86-021-50550642/50550643
扫一扫访问手机站扫一扫访问手机站
访问手机站