Luyenkim.Net - Spark Plasma Sintering – A Method for Toughening Ceramics

Trang chủ

Khoa học công nghệ

Spark Plasma Sintering – A Method for Toughening Ceramics

(2 votes)

29/06/2007

Thiêu kết xung điện Plasma - Phuơng pháp làm tăng độ dẻo dai cho vật liệu gốm
Cơ sở
Gốm SiN được sử dụng rộng rãi cho các ứng dụng kết cấu do nó có tỷ khối thấp và độ dẻo dai chưa thật sự cao. Sai hỏng phá hủy của chúng dựa trên vi cấu trúc các hạt kéo dài khóa lẫn nhau, được hình thành nhờ nung nóng khối bột nén ở nhiệt độ trên 1700C trong thời gian dài, tại điểm kết khối, chuyển pha và phát triển hạt xảy ra đồng thời. Do vậy, rất khó phân tách cơ chế theo sau quá trình lớn hạt.

Chúng ta đã biết là quá trình xảy ra chậm trong các khoảng thời gian dài hàng giờ, thạm chí tại nhiệt độ cao. Ngày nay, Zhijan và các cộng sự tại bộ môn Hóa vô cơ tại ĐH Stockholm, sử dụng kỹ thuật thiêu kết xung điện Plasma (SPS), đã phát triển phuơng pháp cho phép diều khiển tốt hơn cấu trúc gốm SiN thành phẩm.

Cơ chế thiêu kết pha lỏng

Trước đây, trong quá trình thiêu kết pha lỏng, sự hình thành pha cuối cùng từ hỗn hợp của oxyt và nitrid từ sự thỏa hiệp từ nguyên liệu ban đầu xảy ra bởi phản ứng hóa học. Các tinh thể nhỏ xuất hiện đầu tiên trong nguyên liệu ban đầu sẽ tan vào pha lỏng và phát triển lớn hơn, ổn định nhiệt động học thành tinh thể lớn. Hai pha rất gần với cân bằng nhiệt động, làm cho quá trình có xảy ra chậm, làm cho quá trình xảy ra trong nhiều giờ.

Cơ chế thiêu kết xung điện Plasma

Trong quá trình của Shen, nhiệt độ thiêu kết được nâng rất nhanh dưới 5 phút, dẫn đến pha lỏng lệch khỏi cân bằng với nền các hạt được tạo thành, tạo ra động lực hóa học cho cả 2 pha tiến về cân bằng. Vận chuyển của quá trình dẫn đến kết quả là các hạt có dạng kim dài sinh ra trong 1 thời gian ngắn hơn.

mặc dù công trình được thực hiện trong thiết bị lò nghiên cứu, nguyên lý động học rõ ràng này có thể được áp dụng cho tất cả các gốm chứa N - sự sử dụng SPS sẽ cho phép nghiên cứu sâu hơn cơ chế phát triển hạt. Kết quả là, nguyên lý theo sau sự phát triển của vi cấu trúc dạng kim bền vững sẽ được hiểu sâu hơn, đem lại sự gia tăng sử dụng cho vật liệu gốm có độ dẻo dai cao.

Biên dịch từ: http://www.azom.com/details.asp?ArticleID=1539