Влияние роста зерен на спекание

Влияние роста зерен на спеканиеПри завершении процесса в системе зерен более или менее одинакового размера большие зерна, имеющие большее количество граней, продолжают еще расти за счет меньших зерен, у которых рост к этому времени прекратился. При этом усиливаются явления, связанные с прерывистым ростом зерен.

По мере уплотнения и уменьшения пористости появляется возможность достижения критической пористости, при которой поры способны сдерживать рост всех зерен, кроме нескольких. Увеличение размера зерен в таком случае обусловлено ростом этих избранных зерен.

Если увеличение зерен проходило медленно, поры, попадающиеся на пути движущейся границы, должны закрываться.

Очевидно, это имеет место при сталкивании растущих зерен друг с другом при медленном движении границ. Вначале оказалось, что миграция границ проходит так быстро, что многие поры захватываются растущими зернами так, что не могут выйти, так как они находятся далеко от границ.

Полное уплотнение в этом случае затруднено или совсем невозможно.

Добавки, образующие включения второй фазы и таким образом сдерживающие рост зерен, должны способствовать спеканию до высоких конечных плотностей.

Известно, например, что добавление MgO в А1203, которая реагирует с образованием тонкодисперсных частиц шпинели, способствует спеканию окиси алюминия до высокой плотности тонкозернистого продукта. Недавно этот метод был использован американской компанией для получения плотной свободной от пор окиси алюминия.

После этого Кобл, который разработал эту технологию, сравнил уплотнение и рост порошка окиси алюминия размером 0.3 мкм с добавлением и без добавления MgO. Его результаты показали, что при продолжительности спекания до 200 мин (время, необходимое для спекания образца, содержащего MgO, до теоретической плотности) не существовало различия в размерах зерен двух образцов. Такое различие наступало только после выдержки в течение более 1800 мин. В этом случае был отмечен чрезмерный рост кристаллов в образцах без MgO, которые удалось спечь до 98% теоретической плотности.

Комментарии запрещены.