氣氛加壓燒結(jié)是在加壓的氮氣或其它惰性氣氛下完成陶瓷坯體的燒結(jié)，以制取致密、復(fù)雜形狀的陶瓷結(jié)構(gòu)件。該方法是20世紀70年代中期，由日本和美國同時發(fā)明，主要用以制備高性能氮化硅陶瓷。它利用高的氮氣壓力抑制氮化硅的分解，使之在較高溫度下達到高致密化而獲得高性能。
通常氮化硅材料的燒結(jié)方法有反應(yīng)燒結(jié)、熱壓燒結(jié)和無壓燒結(jié)。用無壓燒結(jié)雖然可制取致密且形狀復(fù)雜的氮化硅燒結(jié)體，但在0. IMPa的氮氣氣氛和1650'C的燒結(jié)溫度下，氮化硅將發(fā)生分解反應(yīng)。因此，常壓燒結(jié)的氮化硅陶瓷質(zhì)量損失大而密度低，僅為理論密度的90%左右，若在該溫度下燒結(jié)氮化硅，只好采用較多的添加劑在高溫下生成大量液相，使氮化硅得以燒結(jié)：或者采用熱壓的方法，使氮化硅在溫度和壓力的同時作用下，在較低的溫度下達到致密化。這兩種方法都存在不足，如添加劑含量多可導(dǎo)致制品高溫性能惡化；熱壓只能制造形狀簡單的氮化硅陶瓷部件，且生產(chǎn)成本較高等。
氣氛加壓燒結(jié)時，先將氮化硅和少量添加劑均勻混合，按所需的形狀成型，然后將成型坯體置于高溫(1800- 2100(1)加壓氮氣氛中進行燒結(jié)。高壓可抑制氮化硅的分解反應(yīng)，促進擴散，減少質(zhì)量損失，從而得到組織致密燒結(jié)體。氣體加壓燒結(jié)的可能燒結(jié)溫度與氮氣壓之間的關(guān)系是：燒結(jié)溫度愈高，氣氛壓力也要求愈高。與常壓燒結(jié)相比，可使燒結(jié)體的室溫或高溫下強度得到明顯改善。
用氣氛加壓燒結(jié)技術(shù)制備Si3N，陶瓷具有以下優(yōu)點：
①燒結(jié)溫度提高，添加劑含量減少，從而改善了材料的高溫力學性能；
②燒結(jié)溫度提高，可選擇高熔點化合物做添加劑，有利于改善材料性能；
③改善顯微結(jié)構(gòu)，如增加氣氛壓力有利于晶粒細化，從而有利于制品力學性能的提高；
④易于制造形狀復(fù)雜和大尺寸制I鈷，不受模具和封套等的限制。
如果將前面介紹的反應(yīng)燒結(jié)法和氣氛加壓燒結(jié)法融于一體，可實現(xiàn)對氮化硅陶瓷的快速制備，即“一步燒結(jié)法”。該方法是將硅粉末制備的壓塊在高壓氮氣氛爐中先反應(yīng)燒結(jié)，再在爐中直接燒結(jié)成致密材料。可使反應(yīng)燒結(jié)時間大為縮短又不需超細氮化硅粉體作為起始原料，從麗可降低成本，縮短生產(chǎn)周期，適于制造復(fù)雜的氮化硅燒結(jié)體。
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本文“陶瓷氣氛加壓燒結(jié)”由科眾陶瓷編輯整理，修訂時間：2019-03-16 11:45:21
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