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烧结

补充:0  浏览:5664  发布时间:2012-10-19
    粉末或压坯在低于主要组分熔点温度下加热,使颗粒间产生连接,以提高制品性能的方法。
    烧结,是把粉状物料转变为致密体,是一个传统的工艺过程。人们很早就利用这个工艺来生产陶瓷、粉末冶金、耐火材料、超高温材料等。一般来说,粉体经过成型后,通过烧结得到的致密体是一种多晶材料,其显微结构由晶体、玻璃体和气孔组成。烧结过程直接影响显微结构中的晶粒尺寸、气孔尺寸及晶界形状和分布。无机材料的性能不仅与材料组成(化学组成与矿物组成)有关,还与材料的显微结构有密切的关系。
    1、定义
    宏观定义:在高温下(不高于熔点),陶瓷生坯固体颗粒的相互键联,晶粒长大,空隙(气孔)和晶界渐趋减少,通过物质的传递,其总体积收缩,密度增加,最后成为具有某种显微结构的致密多晶烧结体,这种现象称为烧结。
    微观定义:固态中分子(或原子)间存在互相吸引,通过加热使质点获得足够的能量进行迁移,使粉末体产生颗粒黏结,产生强度并导致致密化和再结晶的过程称为烧结。
    2、制取无机固体材料的一种过程
    在利用固相反应制备无机固体化合物时,反应的速率由扩散过程控制,常常需要较高的温度才能使反应有效地进行。另外一些固体化合物是固液相组成的化合物,在熔化时会发生分解反应,故烧结一般应在产物熔点以下进行,以保证得到均匀的物相。但是烧结温度也不能太低,否则会使固相反应的速率太低。在很多情况下,烧结需要在特定的气氛或真空中进行。控制烧结过程的气相分压非常重要,特别是当研究的体系中含有价态可变的离子时,固相反应的气相分压将直接影响到产物的组成和结构。例如,在铜系氧化物高温超导体的合成中,烧结过程必须在严格控制氧分压,以保证得到具有确定结构、组成和铜价态分布的超导材料。
    3、聚四氟乙烯(PTFE)加工步骤
    一个重要的步骤。聚四氟乙烯预成型品必须通过烧结才能成为有用的制品。烧结是将预成型品加热至熔点(327℃)以上,并在此温度下保持一定时间,使聚合物分子由结晶形逐渐转变为无定型,使分散的树脂颗粒通过相互熔融扩散黏结成一个连续的整体。烧结全的预成型品由透明胶状体冷却成坚固的乳白色的不透明制品。
    4、工序
    高炉炼铁生产前,将各种粉状含铁原料,配入适量的燃料和熔剂,加入适量的水,经混合和造球后在烧结设备上使物料发生一系列物理化学变化,烧结成块的过程。目前生产上广泛采用带式抽风烧结机生产烧结矿。主要包括烧结料的准备,配料与混合,烧结和产品处理等工序。
    温度测定
    1、测定方法及测量仪器
    将试条放入烘箱内,在105~110℃下烘干至恒重。在干燥器内冷却至室温后备用。在天平上称取干燥后的试样重。称取饱吸煤油后在煤油中试样重。饱吸煤油后在空气中的试样重。将称好重量的试样放入105~110℃烘箱内排除煤油,直至将试样中的煤油排完为止。按编号顺序将试样装入高温炉中,装炉时炉底和试样之间撒一层薄薄的煅烧石英粉或Al2O3粉。装好后开始加热,并按升温曲线升温,按预定的取样温度取样。 
    在每个取样温度点保温15min,然后从电炉内取出试样迅速地埋在预先加热的石英粉或Al2O3粉中,以保证试样在冷却过程中不炸裂。冷至接近室温后,将试样编号,取样温度记录于表中,检查试样有无开裂、粘砂等缺陷。然后放入105~110℃烘箱中烘至恒重。取出试样放入干燥器内,冷却至室温。将试样分成两批,900℃以下为第一批,测定其饱吸煤油后在煤油后在空气中重,900℃以上的试样为第二批,测定其饱吸水后在水中重及饱吸水后在空气重。按公式算出各温度点的结果后,以温度为横座标,气孔率和收缩率为纵座标,画出收缩率和气孔率曲线,并从曲线上确定烧结温度和烧结温度范围。
    2、 意义
    烧结时的温度称为烧结温度,烧结温度和开始过烧温度之间的温度范围称为烧结温度范围,在烧结过程中若不确定烧结温度和烧结温度范围继续升温,则坯体开始变形、软化、过烧膨胀,造成烧结事故。
    危险源及主要事故类别和原因
    危险源:高温、粉尘、高速机械转动、有毒有害气体及物质流伤害、高处作业等危害;
    事故类别:机械伤害、高处坠落、物体打击、起重伤害、灼烫、触电、中毒以及尘肺等8类;
    事故原因:设备缺陷、技术和工艺缺陷、防护装置缺陷、作业环境差,规章制度不完善和违章作业等。

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