陶瓷烧结是指坯体在高温下致密化过程和现象的总称。随着温度升高,陶瓷坯体中具有比表面大,表面能较高的粉粒,力图向降低表面能的方向变化,不断进行物质迁移,晶界随之移动,气孔逐步排除,产生收缩,使坯体成为具有一定强度的致密的瓷体。烧结的推动力为表面能。烧结可分为有液相参加的烧结和纯固相烧结两类。烧结过程对陶瓷生产具有很重要的意义。为降低烧结温度,扩大烧成范围,通常加入一些添加物作助熔剂,形成少量液相,促进烧结。 一般粗线条结炉的燃烧方法主要有以下几种:
热压烧结、热等静压、放电等离子烧结、微波烧结、反应烧结、爆炸烧结。固相烧结一般可表现为三个阶段,初始阶段,主要表现为颗粒形状改变;中间阶段,主要表现为气孔形状改变;最终阶段,主要表现为气孔尺寸减小。 烧结是在热工设备中进行的,这里热工设备指的是先进陶瓷生产窑炉及附属设备。烧结陶瓷的窑炉类型很多,同一制品可以在不同类型的窑内烧成,同一种窑也可以烧结不同的制品。
主要常用的有间歇式窑炉,连续式窑炉和辅助设备。间歇式窑炉按其功能可分为电炉,高温倒焰窑,梭式窑和钟罩窑。连续式窑炉的分类方法有很多种,按制品的输送方式可分为隧道窑,高温推板窑和辊道窑。与传统间歇式窑炉相比较,连续式窑具有连续操作性,易实现机械化,大大改善了劳动条件和减轻了劳动强度,降低了能耗等优点。
微波烧结
温度制度的确定,包括升温速度,烧成温度,保温时间和冷却速度等参数。通过飞行坯料在烧成过程中性状变化,初步得出坯体在各温度或时间阶段可以允许的升、降温速度(相图,差热-失重、热膨胀、高温相分析、已有烧结曲线等)。升温速度:低温阶段,氧化分解阶段,高温阶段。烧成温度与保温时间:相互制约,可在一定程度上相互补偿,以一次晶粒发展成熟,晶界明显、没有显著的二次晶粒长大,收缩均匀,致密而又耗能少为目的。冷却速度,随炉冷却,快速冷却。
压力制度的确定,压力制度起着保证温度和气氛制度的作用。全窑的压力分布根据窑内结构,燃烧种类,制品特性,烧成气氛和装窑密度等因素来确定。倒焰窑中,最重要的是在烟道内形成微负压,窑底处于零压。隧道窑的预热带和烧成带都为负压,冷却带一般在正压下操作。