纯氧化锆陶瓷烧结开裂如何解决？

改灯来源：广东深圳车灯改装 · 发表于 2019-9-6 15:02:33

　　纯氧化锆陶瓷烧结开裂，采用注浆法做出的氧化锆，自然风干3天后放进高温炉，分别以3℃/min和5℃/min升温至1450℃，保温4小时，冷却出炉，均出现开裂，求解决办法。

　　由于稳定的氧化锆的硬度较大，一般在钢球磨机中球墨，球墨后进行酸洗，然后用水清洗之中性，烘干。采用注浆法成型，用上述料在瓷球磨筒内配置中性泥浆，料：球：水：胶液(阿拉伯树胶)=1：1.5：0.6：0.15。原料要求氧化锆采用超细粉末(小与0.05um)，纯度为99.5%。

　　烧结：在中性或氧化气氛中，在1800--1840度下烧结。氧化锆的相变有很大的体积变化，从而进行能量的吸收或者释放，你最好找一下氧化锆的一元相图，看一下相变点，这可能是开裂的主要原因。此外，对于解决氧化锆的相变，很多都是通过掺杂来抑制相变，比如有做高温燃料电池经常用的YSZ或者SSZ，都是将某个相通过掺杂，稳定到室温。一般都要掺杂Y氧化物或其他材料来抑制氧化锆的相变，如果您没有添加任何抑制剂，烧结过程开裂是必然的。

　　干燥过程开裂，原因请参考干燥过程的三个阶段：等速干燥、第一降速干燥及第二降速干燥。等速干燥阶段是坯体表面水挥发的过程，通过液膜在气液两相传质，各个位置无浓度差，外部条件一致，为匀速干燥;等表面水挥发完后，坯体内部自由水在毛细力驱动下向外挥发，此为第一降速阶段;第二降速阶段为少量自由水及结合水向外排放的阶段。因此，引起干燥开裂主要的原因就在于毛细力大于坯体自身强度。

此外，毛细力的大小与水(坯体内的溶剂)表面张力等相关。解决干燥变形及开裂，主要在于控制好(降低)两个降速阶段的气液传质速率。提高外部环境湿度、降低环境温度、减小坯体内溶剂(水，通过置换)的表面张力等。要解决烧成阶段开裂问题，必须了解不同材料体系的烧结原理，固相烧结、液相烧结或者两者并存，烧结过程中有无相变(体积变化)。其实质就是传质。所以解决办法就是首先保证坯体各部分均匀受热，再次就是在发生烧结(产生液相、出现新相等)的温度段减缓升温速度、延长保温时间。

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