密度作為衡量耐磨陶瓷質量的重要參數,受到許多人的關注,而密度是由陶瓷的質量除以體積來計算的。研究發現,耐磨陶瓷燒結過程中質量變化并不大,但是體積縮小比例卻可以超過40%,因此體積縮小是引起耐磨陶瓷密度增大的重要原因。那么陶瓷燒結過程中體積為什么會縮小呢?
1. 氣體流失、氣孔減少:耐磨陶瓷是用氧化鋁粉燒結而成,氧化鋁粉和陶瓷胚體都含有較多氣體、氣孔,在1600℃的高溫燒結下,胚體中的氣體會大量流失,氣孔減少甚至消失,進而導致陶瓷體積減小,密度增大。
2. 水分、雜質蒸發:燒制陶瓷的氧化鋁粉不同,所含的雜質多少也不盡相同,但哪怕是精城使用的高純度澳洲進口氧化鋁粉也含有少量雜質,只是雜質含量相對較少。部分雜質在高溫下也會分解蒸發,讓氧化鋁結合更緊密,引起陶瓷體積縮小。
3. 顆粒流動、結構變化:在高溫燒結過程中,氧化鋁陶瓷的晶體結構會朝著液相靠近,氧化鋁顆粒的流動性會逐漸增強,這個過程中,氧化鋁顆粒會自動填充胚體中的空隙以及氣體、雜質、水分蒸發后留下的孔隙,導致陶瓷體積減小密度提升。
陶瓷燒結中,氣體、水分、雜質的流失雖然會帶走一部分質量,但是質量減小的幅度卻很小,相比較而言,陶瓷體積的縮小比例可以達到40%,因此陶瓷密度會在燒結過程中大幅度提升,密度也成了衡量陶瓷燒結程度的重要指標。
文/謝勇