陶瓷片干压有裂纹还可以冷等静压吗

近年来，随着科技的进步和经济的飞速发展，资源在不断减少，有的甚至接近了枯竭的边缘，所以需要不断探求新材料，以满足可持续发展的要求。新型结构陶瓷材料氮为典型的耐高温、高硬度及高耐蚀材料〔1〕，如碳化硅、化硅等。在特种陶瓷制品生产过程中，成形是塑造制品形体的手段。用户对陶瓷制品的性能和质量要求各异，这就使陶瓷制品的形状、大小、厚薄等不同，因此，成形方法是多种多样的。特种陶瓷的成形方法有多种，如注浆成形法（坯料含水量或含调和剂量＜38％）、可塑成形法（坯料含水量或含调和剂量＜26％）、压制成形法（坯料含水量或含调和剂量＜3％）等。压制成形可分为干压成形（粉料含水量为3％～7％）和等静压成形（粉料含水量为3％以下），多用于圆形、片状、简单不规则形状部件的生产。

干压成形时，由于压力分布不均匀而造成素坯内部密度分布不一致，从而影响制品的各种性能。为了提高素坯的密度，在实际生产中，常采用不断增大压力的方法。压力增大，无疑会提高素坯的密度，但并不是压力越大越好，当超过极限压力时，压力反而会使素坯密度下降，其原因是由于层裂引起的。本文针对这一问题，探讨了新的—干压结合冷等静压的成形方法，研究了其压制方法——

对陶瓷力学性能的影响。

2．2粉料检测2．2．1粒度

粉料粒度检测采用美国Honeywell公司的Micro－

tracX－100激光粒度仪。被测SiC粉料的粒径为D50＝0．693um，绝大部分粉料粒径＜2um。由此得出该粉料属

亚微米级范畴，且颗粒级配适当。

2．2．2松装密度及流动性

取一定量的粉料，采用北京钢铁研究总院生产的流动性及松装密度检测仪，

测得粉体松装密度为

0．91g／cm3，流动性为16．35s／30g。2．2．3显微分析

由图1SiC原始粉末的SEM照片看出粉料颗粒细小，级配较好，但还有少量团聚现象存在。经喷雾造粒后的粉料综合性能得到了明显改善，其SEM照片如图2所示。

2实验

图1

2．1粉料选择

SiC原始粉末的SEM图

6

FOSHANCERAMICS

Vol．17No．11（SerialNo．132）

室温800℃（脱胶）!2150℃（保温

30min，烧成）

图3

烧结工艺流程图

3试验结果讨论

根据所测坯体的素坯密度、烧后密度与其抗弯强度

测量数值，分析比较各种组合下的综合性能，找出最优

图2

喷雾造粒后SiC粉末的SEM图

组合。

2．3试验方法

干压成形操作方法方便简洁，技术、资金投入少，但因其有压制制品形状简单、压制受力不均、易变形等多种缺点，所以一般与其他成形方法结合使用〔2〕。冷等静压成形的坯体强度大、密度高而均匀，可以成形长径比大、形状复杂的零件，尤其可以实现坯体近、净尺寸成形，在改善产品性能，减少原料消耗，降低成本等方面，都具有显著的优点〔3〕。结合上述两种成形方法的优点，本实验采用干压结合冷等静压的成形方法。取一定量的粉料，将其装入金属模具中预压制成50mm×50mm×10mm的方块，分别记为1＃、2＃、3＃、4＃、5＃、6＃、7＃、8＃、9＃、10＃、11＃、12＃，其中

俄歇电子能谱(AES) 定义简介

俄歇电子能谱（Auger electron spectroscopy，简称AES），是一种表面科学和材料科学的分析技术。高能电子束可激发原子的外层电子，使其跳至低能阶并放出一定的能量被其他外层电子吸收而使后者逃脱离开原子，这一连串事件称为俄歇效应，而逃脱出来的电子称为俄歇电子。俄歇电子能谱可被应用于鉴定样品表面的化学性质及组成的分析。俄歇电子来自浅层表面，仅带出极表面的讯息，并且其相应元素对应能谱的能量位置固定。

俄歇电子能谱(AES)应用简介

1.分析固体材料表面纳米深度的元素组成，可以对纳米级形貌进行观察(SAM)和成分表征

2.分析均匀原材料（粉末颗粒，片材等）的表面组成，表界面特定元素定性半定量测试，材料表面缺陷如污染，腐蚀，掺杂，吸附、杂质解析等

3.结合离子溅射枪进行深度剖析，表征金属钝化层，掺杂深度，以及纳米级多层膜层结构等。

AES关键参数限值

-分析元素范围：Li ~ U

-元素检出限：1 ~ 0.1 atomic %

-信息深度：4-50 Å

*注：待测样品需良好的导电性！

AES案例介绍一

金属片材表面元素组成分析:

图2 为金属片材局部，通过 AES 0~2000eV段的扫描处理后得出制品表面含有O，C, Fe, Cr，Ni, Mo元素，其谱图和原子相对含量百分比如右下 图3 所示。

所得结果中C元素 24.1%，满足该客户 30%的预期值。

AES案例介绍二

金属零件表面钝化层剖析:

图4 为金属零件局部，通过预设元素和离子溅射枪相对溅射速率，进而采集处理后，得出零件由表及里C, O，Cr，Fe, Ni元素含量不同深度分布变化曲线图，右下 图6 所示。

所得结果分析可得金属氧化层的相对厚度约4.5nm。

AES案例介绍三

粉末颗粒制品Mapping:

下 图7 为粉末颗粒SEM放大观察图，通过预设已知元素O、S、Ag, 进行一定时长的采集，处理后得出相关元素面分部图，如右下 图8 所示。彩图中亮度越高表示该元素含量越高。所得结果能鲜明表现该粉末制品元素分布。

直径在50um左右。墙地砖喷雾造粒粉是以喷雾排干的颗粒形式造粒生产的， 一个颗粒的标准直径在 50um左右， 每个大颗粒由很多小颗粒组成， 其原生粒径大约为 50nm。陶瓷墙地砖坯体的生产是将流动性好的小颗粒粉料，布料置入模具内在液压机上进行压制成型的过程。

---