Спекание и кристаллизация корунда. Рекристаллизационное спекание

Возможно, что плотность сырца, состоящего из крупных и особо тонких кристаллов, способствует процессу рекристаллизации. Введение добавок, увеличивающих дефектность кристаллов, повышает предельный рост монокристаллов, не теряющих способность к рекристаллизации.

 

 

Спекание и кристаллизация корунда. Рекристаллизационное спекание

 

Завершающим процессом получения корундовой керамики, придающим ей требуемые физические свойства, является обжиг при определенной температуре. Температура этого обжига и продолжительность ее воздействия должны обеспечить полное или максимально достигаемое уплотнение черепка, осуществляющееся за счет рекристаллизации или жидкостного спекания.
Рекристаллизационное спекание чистокорундового черепка из технического отмытого от щелочей глинозема идет в твердой фазе. Общее количество примесей в таком глиноземе обычно не превышает 0,3-0,5%. Следовательно, количество жидкости, которое может образоваться в процессе рекристаллизации, т. е. в пределах 1200-1650°, ничтожно.
Считается, что рекристаллизация в твердой фазе осуществляется за счет объемной диффузии при переносе материала с границы кристалл-кристалл на границу кристалл-пора. Форма поверхности кристалла на границе поры способствует ее заполнению. Это пространственное перераспределение материала в кристалле идет по вакантным местам недостающих ионов (дырок). Следовательно, увеличение числа как анионных, так и катионных вакансий, особенно активно осуществляющееся при введении добавок с отличным ионным радиусом (например, ТЮ2, Мп02 и др.), образующих твердые растворы внедрения, будет способствовать рекристаллизационному спеканию.
Указанный процесс заполнения пор при рекристаллизации ведет к спеканию материала и его усадке.

 

Ивенсен указывает на решающее значение при рекристаллизации пластичного течения материала. В температурном интервале 1200-1400° уже идет интенсивное рекристаллизационное спекание корунда. При этих температурах корунд, по-видимому, не обладает еще свойствами текучести.

Повышение дисперсности увеличивает поверхностную энергию кристаллического вещества, увеличивается и дефектность строения этой поверхности. Для корунда, так же как и для других чистых окислов, поверхностная энергия зерен размером менее 1-2 мк является достаточной для обеспечения активного рекристаллизационного спекания при сравнительно умеренных температурах (1650-1700°). Ивенсеном было установлено, что при размерах зерна порядка 1 мк обеспечивается рекристаллизационное спекание в порошковой металлургии. При более крупных зернах (порядка 10 мк) рекристаллизация осуществляется лишь при дефектном строении кристаллического вещества.
В присутствии жидкости рекристаллизационное спекание корунда может происходить достаточно полно и при значительно более низких температурах.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *