焼結助剤は、材料自体の融点よりもはるかに低い温度で、理論密度近くまで材料を焼結させることができる一種の材料です。 しかし、この種の材料が焼結を促進するメカニズムは非常に複雑です。 異なる焼結助剤を使用した同じ材料の焼結メカニズムは異なる場合があります。 焼結助剤が焼結を促進するメカニズムは次のとおりです。
(1) 焼結鉱に固溶する。 焼結助剤と焼結体の間に固溶体が形成されると、結晶が歪んで活性化され、焼結温度が低下し、拡散と焼結速度が増加します。これは、空孔型または侵入型固体の形成に特に重要です。ソリューション。 Al2O3 の焼結中に Cr2O3 を添加すると、Al2O3 と Cr2O3 の陽イオン半径が近いため、連続固溶体を形成できます。 TiO2 を添加すると、焼結温度が低くなります。 Ti4 プラスイオンは Cr3 プラスイオンとサイズが同じであり、Al2O3 と固溶することに加え、Ti4 プラスと Al3 プラスの電気料金が異なるため、置換後に陽イオン空孔が発生する可能性があります。シンタリングを効果的に促進します。
(2) 結晶変態を防ぐ。 一部の酸化物は、焼結中に大きな体積効果を伴う結晶変態を起こします。これにより、焼結の緻密化が困難になり、成形体の割れが発生しやすくなります。 適切な焼結助剤を選択することで、ボリューム効果を抑制し、ZrO2 焼結開口部に一定量の CaO を追加するなど、焼結を促進することができます。 約 1200 度で、安定した単斜晶 ZrO2 が正方形の ZrO2 に変換され、10% の体積収縮を伴うため、製品の安定性が低下します。 ZrO4 plus より電気代の安い Ca2 plus イオンを導入すると、立方晶 Zr1-xCaxO2 安定固溶体を形成することができます。 これにより、製品の割れを防ぐだけでなく、結晶内の空孔濃度が増加し、焼結が促進されます。
(3)顆粒の異常増殖を抑える。 一般に、結晶粒成長は、焼結の後期段階での焼結に有利です。 ただし、二次再結晶または断続的な結晶粒成長が速すぎると、結晶粒の粗大化と境界の拡大により逆緻密化が発生します。 このとき、粒成長を抑制できる焼結助剤を添加することにより、緻密化プロセスを促進することができます。 たとえば、Al2O3 への MgO の添加はその良い例です。 ただし、正常な粒成長は有益であり、異常な粒成長は排除および制御する必要があることを指摘する必要があります。
(4) 適切な液相を生成します。 焼結中に適切な液相が存在する場合、粒子の再配列と物質移動プロセスが大幅に促進されるか、液固反応により低温で新しいセメント相が生成され、焼結が促進されます。 液相の出現は、焼結助剤自体の融点が低いためか、焼結物と低共晶を形成している可能性があります。 乾式振動材にホウ酸や無水ホウ酸を添加するのもこのタイプです。
ケルイ耐火物が生産する耐火煉瓦の焼成製品には、粘土煉瓦、高アルミナ質煉瓦、遮光煉瓦、珪石煉瓦、マグネシア煉瓦、カーボン煉瓦、複合耐火物、炭酸酸化物耐火物などがあります。
