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凡是有液相參與的燒結(jié)過程稱為液相燒結(jié)。如上所述，由于陶瓷粉末中總含有少量雜質(zhì)，因而大多數(shù)材料在燒結(jié)中都會或多或少地出現(xiàn)液相。即使在沒有雜質(zhì)的純固相系統(tǒng)中，高溫下還會出現(xiàn)“接觸”熔融現(xiàn)象。因而純粹的固態(tài)燒結(jié)實(shí)際上不易實(shí)現(xiàn)。在先進(jìn)陶瓷材料的制造過程中，液相燒結(jié)有著廣泛的應(yīng)用。

氧化鋯陶瓷棒燒結(jié)

如同固相燒結(jié)過程，液相燒結(jié)過程的推動力也是粉體顆粒的表面能，燒結(jié)過程由顆粒重排、氣孔填充和晶粒生長等階段組成。不同之處是，液相燒結(jié)的流動傳質(zhì)速率比擴(kuò)散傳質(zhì)快，因而液相燒結(jié)的致密化速率高，可使坯體在比固相燒結(jié)溫度低得多的情況下獲得致密的燒結(jié)體。此外，液相燒結(jié)過程的速率與液相的數(shù)量、液相性質(zhì)（黏度、表面張力等）、液相與固相的潤濕情況、固相在液相中的溶解度等有密切的關(guān)系。因此，影響液相燒結(jié)的因素比固相燒結(jié)更為復(fù)雜。

液相燒結(jié)過程的傳質(zhì)方式主要是流動傳質(zhì)和溶解一沉淀傳質(zhì)，前者又包括屬于牛頓型流動的黏性流動傳質(zhì)和非牛頓型流動的塑性傳質(zhì)。對于黏性流動傳質(zhì)，決定燒結(jié)速率的主要參數(shù)有顆粒起始粒徑、黏度和表面張力。顆粒起始尺寸減小，則燒結(jié)速率增大。黏度及其隨溫度的變化程度是需要控制的關(guān)鍵因素。例如，對于典型鈉鈣硅玻璃，若溫度變化100℃，黏度約變化1000倍。因此，如果某種坯體燒結(jié)速率太低，可以采用加入液相黏度較低的組分來提高燒結(jié)速率。當(dāng)氧化鋯陶瓷坯體中的燒結(jié)液相量比較少時，該流動傳質(zhì)往往表現(xiàn)出非牛頓型流動的塑性傳質(zhì)，即只有作用應(yīng)力超過某一屈服值時才發(fā)生流動傳質(zhì)。對于塑性流動傳質(zhì)，較小的顆粒起始粒徑、黏度和較大的表面張力有利于燒結(jié)體的盡可能致密化。

在液相燒結(jié)過程中，當(dāng)固相在液相中有可溶性，并且液相能夠較好地潤濕固相時，燒結(jié)傳質(zhì)過程就會發(fā)生部分固相溶解并在另一部分固相上沉積的溶解沉淀傳貢過程。影響該傳質(zhì)過程的主要因素有顆粒的起始粒度、粉末特性（溶解度、潤濕性能）、液相數(shù)量、燒結(jié)溫度等。由于固相在液相中的溶解度、擴(kuò)散系數(shù)以及固液潤濕性能等目前幾下-沒有確切的數(shù)值可以利用，因此以此方式進(jìn)行的液相燒結(jié)的過程比較復(fù)雜。

典型液相燒結(jié)致密化過程，Mg()+2%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）高嶺土在1730 C燒結(jié)過程包括三個不同的傳質(zhì)階段。開始階段直線斜率約為1．屬于顆粒重排過程；第二階段直線斜率約為1/3，屬于溶解沉淀傳質(zhì)過程；最后階段曲線趨于水平，說明致密化速率更緩慢，坯體已接近于終點(diǎn)密度。此時在高溫反應(yīng)產(chǎn)生的氣泡包入液相中形成封閉氣孑L，只有依靠擴(kuò)散傳質(zhì)充填氣孑L，若氣孔內(nèi)的氣體不溶入液相，則隨著燒結(jié)溫度的升高，氣泡內(nèi)氣壓增高，抵消了表面張力的作用，燒結(jié)就停止了。

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本文“陶瓷液相燒結(jié)介紹（最新）”由科眾陶瓷編輯整理，修訂時間：2020-10-27 16:54:22
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