陶瓷耐火材料原料燒結氧化鋁顯微結構
關鍵條件是溫度?偫◣资甑难芯繄蟮赖弥簽楂@得高致密度而
在較高的(如1600~1900℃)溫度下燒結氧化鋁時,出現異常長大現
象。于是,就有一種印象認為:在較低溫度(如1500℃以下)燒結的
氧化鋁可在實現致密化的同時,獲得正常生長的顯微結構。當然,
理想的均粒狀顯微結構是很難實現的,上述正常晶粒生長的理論模
型也受到了實踐的挑戰。
首先,在達到理論密度的致密度以前的溫度下燒結的氧化鋁的
顯微結構受氣孔控制,它抑制晶體生長和異常長大,無論是否添加
助燒劑。第二相(含氣孔)抑制晶界移動的理論很簡單,也推導出一
方程,同樣,也是基于金屬燒結試驗的結果,用于燒結氧化鋁只須
定性地認識而已。當達到致密化后,便是晶界移動控制晶體生長和
異常長大。
從工程陶瓷的角度出發,燒結氧化鋁的晶體異常長大行為永遠
是顯微結構研究的主要課題。而且,隨著SEM、TEM和各種微區分析
儀的應用,可以觀察到更加微細的結構信息。
討論氧化鋁的燒結需引用晶體生長的理論模型。首先應該說明
的是:各種晶體生長的理論模型大都是從金屬學領域引申來的。氧
化鋁燒結的中心問題是晶體異常長大(AGG),溫度、液相和添加物
都對AGG起著一定的作用。
作為陶瓷一耐火材料生產原料的燒結氧化鋁,無需如此嚴格的
顯微結構要求,不控制晶體異常長大。引述以上燒結理論問題似乎
是深遠了些,但是,掌握這些基礎概念有益于全面地解釋各種繁雜
的現象;避免原始理論的禁錮。
以經典理論評述氧化物的燒結過程,其主要內容是終期的晶粒
長大和致密化。燒結氧化鋁的顯微結構的基本內容也就是晶體生長
(形狀、大小)和氣孔(體積分數、尺寸分布)在晶間的分布。以傳統
的燒結方式而言,致密化總要伴生晶粒長大。晶粒長大與致密化之
比值可作為一個顯微結構參數,但不宜定量化。這兩種現象相互聯
系并相互制約,建立了許多理論模型以期將其解釋清楚;而由于理
論的多樣甚至彼此相悖,又很難說得清楚。但這并不影響材料科學
的進展,多元化的理論亦可開擴人們的視野。若以單相材料評述燒
結氧化鋁的顯微結構