氧化铝陶瓷烧结过程中发生的化学反应有哪些?今天郑州永晟小编为大家简单说说以下几点化学发应:
1. 与烧结助剂的反应:
添加氧化镁时:在高温下,氧化镁和氧化铝可能会发生固相反应,在晶界上形成尖晶石薄层,这种反应会使晶粒之间质点的扩散受到阻碍,降低氧化铝陶瓷晶界的迁移速率,增强气孔在晶界上的附着,抑制异常晶粒长大,同时也能在一定程度上促进氧化铝陶瓷的致密化。
添加氧化钙时:氧化钙在晶界处的偏析对结晶取向高度敏感,会导致晶粒生长不均衡和异常晶粒长大。而其他添加剂的加入,如氧化镁,会抑制氧化钙的各向异性偏析状况,不过这并非直接的化学反应,而是一种相互作用的影响。
添加其他碱土金属氧化物(如氧化钡等)时:这些氧化物作为烧结助剂,也会与氧化铝发生一定的相互作用,产生一些复杂的固溶体或化合物,从而促进烧结过程,降低烧结温度。例如,可能发生的反应类似于氧化钡和氧化铝生成某种复杂的铝酸钡化合物,但具体的反应过程和产物会因具体的烧结条件和添加剂比例而有所不同。
2. 与气氛中的气体的反应(当采用特殊气氛烧结时):
在氢气气氛下:氢气具有还原性,在高温下可能会与氧化铝陶瓷中的一些微量氧化物发生还原反应。比如,如果存在少量的氧化铜,通过这种反应可以减少氧化铜等杂质的含量,改善氧化铝陶瓷的性能。
在氮气气氛下:在一定的高温高压条件下,氮气可能会与氧化铝发生一定程度的反应,形成氮化物。不过,这种反应通常比较微弱,且需要特定的条件,但会对氧化铝陶瓷的结构和性能产生一定的影响。
3. 氧化铝自身的晶型转变反应:氧化铝存在多种晶型,如α-氧化铝、β-氧化铝、γ-氧化铝等。在烧结过程中,随着温度的升高和保温时间的延长,氧化铝会发生晶型转变。例如,低温下的γ-氧化铝会逐渐向高温稳定的α-氧化铝转变,这是一个固相反应过程,伴随着晶体结构的重新排列和能量的变化。这种晶型转变对于氧化铝陶瓷的性能,如硬度、强度、耐磨性等,有着重要的影响。