先进陶瓷的退火介绍

        复相陶瓷材料在烧结过程中，由于不同相之间的热胀系数不一样，冷却时常常会产生相间应力，容易导致瓷体内部的微裂纹。另外，晶粒之间的玻璃相削弱了晶间结合，降低了陶瓷的抗断裂能力。大量实验表明，许多体系的陶瓷材料经过退火可以通过晶粒的变化减小相间应力，弥合微裂纹，同时长时间的退火可以使部分晶界玻璃相发生晶化，改善了材料的组织结构，提高了陶瓷的室温和高温力学性能。氧化锆增韧莫来石(ZTM)复相陶瓷在氮气中退火时间与力学性能的关系；陶瓷退火前后晶间玻璃相和弯曲强度对比。可以明显地看出退火有利于陶瓷材料性能的提高和玻璃相的减少。但对于非氧化物陶瓷，如含碳化硅的陶瓷，在空气中长时间的退火会导致氧化反应，材料性能可能会下降。



        退火还可以降低机械加工对陶瓷材料的不利影响。陶瓷材料目前已经广泛应用于各种高技术领域，如陶瓷发动机零件、火箭外部保护罩等。这些机械零部件为满足高尺寸精度、低表面粗糙度
的要求，须对烧成后的陶瓷件进行一系列机械加工最常见的有磨削等。由于陶瓷属硬脆材料，所以机加工过程中往往造成对材料的损伤即机加工缺陷。这种表面缺陷对材料使用时的载荷非常敏
感，极易成为材料的裂纹源。为了避免或减少机加工对陶瓷材料性能的不利影响，可在接近烧结温度的条件下对机加工后的陶瓷件进行退火，通过晶粒生长、扩散传质、玻璃相流动、氧化等方式使裂纹愈合或钝化，从而改善其性能。