氧化锆陶瓷件的烧结原理

氧化锆陶瓷件的烧结原理

氧化锆陶瓷件具有熔点和沸点高、硬度大、常温下为绝缘体、而高温下则具有导电性等优良性质。氧化锆陶瓷件有3中晶型，属于多晶相转化物。稳定的低温相为单斜相；高于1000°时，四方相逐渐形成；高于2370°时，转变为立方晶相。氧化锆陶瓷件具有高硬度，高强度，高韧性，极高的耐磨性及耐化学腐蚀性等等优良的物化性能。氧化锆陶瓷件已经在耐火材料、机械、电子、光学、航空航天、生物、化学等等各种领域获得广泛的应用。

将颗粒状氧化铝陶瓷坯体致密化并形成固体材料的技术方法叫烧结。烧结即将坯体内颗粒间空洞排除，将少量气体及杂质有机物排除，使颗粒之间相互生长结合，形成新的物质的方法。氧化锆陶瓷件烧成使用的加热装置最广泛使用电炉。除了常压烧结即无压烧结外，还有热压烧结及热等静压烧结等。连续热压烧结虽然提高产量，但设备和模具费用太高，此外由于属轴向受热，制品长度受到限制。热等静压烧成采用高温高压气体作压力传递介质，具有各向均匀受热之优点，很适合形状复杂制品的烧结。氧化锆陶瓷件由于结构均匀，材料性能比冷压烧结提高30～50%。比一般热压烧结提高10-15%。因此，一些高附加值氧化锆陶瓷件或国防军工需用的特殊零部件、如陶瓷轴承、反射镜、核燃料及枪管等制品、场采用热等静压烧成方法。

有些氧化锆陶瓷件在完成烧结后，尚需进行精加工。如可用作人工骨的制品要求表面有很高的光洁度、如镜面一样，以增加润滑性。由于氧化锆陶瓷件硬度较高，需用更硬的研磨抛光砖材料对其作精加工。如SIC、B4C或金刚钻等。通常采用由粗到细磨料逐级磨削，最终表面抛光。一般可采用<1μm微米的Al203微粉或金刚钻膏进行研磨抛光。此外激光加工及超声波加工研磨及抛光的方法亦可采用。