第十讲新型非金属材料.pptVIP

5.5 光导纤维 5.5.3 石英光纤材料及制备 OVD法工艺 当前第31页\共有50页\编于星期三\9点 5.5 光导纤维 5.5.3 石英光纤材料及制备 （3）VAD法(垂直轴向气相沉积) 沿轴向沉积的。它与气相外延沉积法的相同点是，都是用氢氧焰获得氧化物粉末，再将这些粉末用氢氧焰从石英玻璃棒下端表面喷吹沉积而获得多孔的玻璃母体。通 过安装在其上方的电路加热到1500℃，便得到透明的玻璃母体。 母体材料在石墨电阻炉内加热到2100℃后软化，由拉丝装置进行拉丝，可形成外径 约125p航的光纤。 SiCl4+2H2O → SiO2+4HCl 当前第32页\共有50页\编于星期三\9点 5.5 光导纤维 5.5.3 石英光纤材料及制备 VAD法工艺 当前第33页\共有50页\编于星期三\9点 5.5 光导纤维 5.5.3 石英光纤材料及制备 2. 拉丝 当前第34页\共有50页\编于星期三\9点 5.5 光导纤维 5.5.3 石英光纤材料及制备 其一端加工成圆锥形并接上一小段石英棒的预制棒固定于预制棒馈入器上，当锥形端馈入至温度约2200oC的拉丝炉中一定时间后，一个溶化的垂体形成并下落，随着下落，一根细的光纤就形成了。 2. 拉丝 2000℃左右加热熔化预型件 拉丝过程最重要的是控制纤维直径的恒定。为此必须严格稳定炉温和控制气氛的变化 当前第35页\共有50页\编于星期三\9点 5.2 特种陶瓷 5.2.2 制造工艺 ③ 冷等静压成型 单向加压成型因压力不均匀而使坯体易变形，难以保证质量。各向等压成型是一种均匀加压法。先在300MPa压力下预成型，然后在薄膜袋中，用水、甘油为介质，在50MPa一400Mpa压力下成型。 （2）成型制备技术 ④ 热压铸成型 将原料粉末与粘结剂(如石蜡)混合，调制成塑性瓷科，用注射成型机把此料于130℃～300℃温度注射入金属模内，形成瓷坯。 ⑤ 注浆成型 将原料粉末、水(或甘油、酒精等)分散悬浮刑、粘结剂、除气剂等制成一定浓度的料浆，注入石膏模内，经一定时向后形成注件，在室温下干燥 。 当前第1页\共有50页\编于星期三\9点 5.2 特种陶瓷 5.2.2 制造工艺 （3）烧结 目的：增加致密度、机械强度、减少气孔等。 烧结是吉布斯函数降低的过程。 其动力来自粉末颗粒内外表面能的降低和晶格畸变能的降低。 能否进行烧结的热力学条件取决于晶界能与表面能之比。 热压烧结 反应热压烧结 热等静压烧结 反应烧结法 CVD法 当前第2页\共有50页\编于星期三\9点 5.2 特种陶瓷 5.2.2 制造工艺 （3）烧结方法 热压烧结: 已用于A12O3：陶瓷车刀的制备，在CaF2、PZT、Si3N4等材料生产中也有广泛应用。 粉体置于压模中，从上到下用10～50MPa的压力，边单轴加压边加热到高温的烧结方法称热压烧结法。常用的模具材料有石墨、氧化铝和碳化硅等，石墨可承受70MPa压 力，1500一2000℃高温，A12O3模可承受200MPa压力。 当前第3页\共有50页\编于星期三\9点 5.2 特种陶瓷 5.2.2 制造工艺 （3）烧结方法 反应热压烧结: ①相变热压烧结 氧化锆在相变温度(800一1200℃)和0.3MPa压力下，进行热压烧结可以在比正常烧结温度低的情况下，几十分钟内烧结出高稳定性、高强度、高透明度的细晶陶瓷。 在热压铸过程中同时伴随化学反应过程。 ②分解热压烧结 含氢氧化物或水合物氧化物原料，在高温过程中发生脱水或释气分解，此时施加合适的机械力进行热压烧结，则可在较低温度、压力和短时间内获得高密度、高强度的优质陶瓷。 例如用镁或铝的氢氧化物(或硫酸盐)来烧制氧化镁、氧化铝陶瓷，温度在900一1200℃，加压0.5h可获得相对密度为99％以上的制品。 ③分解合成热压烧结 在热压铸过程中既有分解反应又有合成反应。例如，Ba(OH)或BaCO3：分解的BaO与TiO2合成BaTiO3。 当前第4页\共有50页\编于星期三\9点 5.2 特种陶瓷 5.2.2 制造工艺 （3）烧结方法 热等静压烧结: 温度更高 2000℃ ，压力更大50～200MPa。 边加热边各向施压。 通过多孔坯体同气相或液相发生化学反应，使坯体质量增加，孔隙减小 。例如反应烧结氮化硅坯体中的Si、SiO2、和CaF2同氮反应生成Si2ON2。 Si2ON2晶体从被氮饱和的玻璃相中析出，氮氧化硅的相对密度大于90％。 反应烧结: 当前第5页\共有50页\编于星期三\9点 5.2 特种陶瓷 5.2.3 结构陶瓷---工程陶瓷 氧化物陶瓷 Al2O3陶瓷、ZrO2陶瓷 非氧化物陶瓷