氧化锆陶瓷烧结初期的动力学特征

上文介绍了氧化锆陶瓷在烧结的过程中有关热力学与动力学的问题，那么下面让科众陶瓷厂给大家详细介绍一下氧化锆陶瓷的烧结初期的动力学特征。

ZrO2纳米粉体压制的坯体烧结过程中样品线收缩率L（△LL）与时间L（）的相关性如图所示表明，L。（△L／L0）与Ln（t）的线性关系具有两段特征，即由烧结开始时斜率为1的直线，随保温时间延长而转变为斜率为1／3的直线。

氧化锆陶瓷管

烧结温度不同，不改变这种规律，说明在整个烧结初期，坯体的烧结过程可分为两个阶段，这两个阶段具有完全不同的烧结动力学关系和烧结机理。同时，从图中直线折点的位置变化表明，烧结温度的升高，由起始第1阶段（n＝1）过渡到第2阶段（n＝1／3）的线收缩率增大，烧结时间缩短。

由图可知，在烧结初期的第1阶段，烧结动力学关系可表示为：

△L／I。＝Kt

即线收缩率△L／La正比于时间t。根据普通粉体以扩散传质为主的固相烧结模型，初期烧结的动力学关系为△L／ L=kt对于不同的扩散传质机理，式中指数n取值在2．5～5之间变化。

显显然，实验所得结果明显区别于普通粉体的烧结动力学，同时也说明纳米粉体在该阶段的烧结机理有其自身的特点，与传统的烧结理论不同．通常，纳米粉体粒子比普通粉体小3个数量级，但界面扩散系数是普通材料的103倍。

当纳米素坯烧结时，快速的扩散传质引起粒子间平衡被破坏，细小的纳米粒子因此可能移动或转动，其结果导致粒子间的重新排列和烧结体的致密化。