材料科学基础课件：烧结与聚合-.pptVIP

Fundamentals of Materials Science 0 绪论 第1章 原子结构与结合键 Atomic Structure and binding bond 第2章 晶体学基础 Basis of Crystallography 第3章 晶体结构 Crystal Structure 第4章 晶体缺陷 Crystal defects 第5章 非晶体与准晶结构 Amorphous and Quasicrystal Structure 第6章 相图 Phase Diagram 第7章 固体扩散 Solid Diffusion 第8章 凝固与结晶 Solidification and Crystallization 第9章 烧结与聚合 Sintering and Polymerization 第10章 固态 相变 Solid Phase Transformation 9.1 烧结(Sintering) 9.1.1 烧结的驱动力(Driving force for sintering) 9.1.2 烧结过程(Sintering process) 9.1.3 颗粒的粘附作用(Interparticle adherence) 9.1.4 物质的传递(Transport phenomenon) 9.1.5 再结晶和晶粒长大(Recrystallization and grain growth) 9.2 聚合( Polymerization) 9.2.1逐步聚合(Step polymerization) 9.2.2连锁聚合 (Chain polymerization) 第9章 烧结与聚合 Sintering and Polymerization 9.1 烧结(Sintering) 9.1.1 烧结的驱动力(Driving force for sintering) 烧结是一个自发的不可逆过程，系统表面能降低是推动烧结进行的基本动力。 粉料愈细，由曲率而引起的烧结推动力愈大。 9.1.2 烧结过程 (Sintering process) 烧结过程中伴随着复杂的物理化学变化，是材料高温动力学中最复杂的动力学过程。粉末颗粒表面的粘附作用、粉体内部物质的传递与迁移、再结晶和晶粒长大是烧结的基本机理，对烧结过程的顺利进行和烧结体组织与性能控制起到了非常重要的作用。 在烧结过程中物质传递的途径是多样的，相应的机理也各不相同。包括流动传质 、扩散传质 、蒸发-凝聚传质 、溶解-沉淀传质. 9.1.4 物质的传递(Transport phenomenon) 9.1.4 物质的传递(Transport phenomenon) .1 流动传质 ① 粘性流动传质 ：在高温下，依靠坯体中出现的粘性液体（熔融体）的牛顿型流动而产生的传质，称为粘性流动传质，也称为粘性蠕变传质。 粘性流动传质要求液相量较大、黏度较低、并存在一定的应力。 在高温下，依靠液体粘性流动而致密化，是大多数硅酸盐材料烧结的主要传质过程。在应力作用下，整排原子沿应力方向移动。 9.1.4 物质的传递(Transport phenomenon) ② 塑性流动传质：在烧结过程中，当液相量很少时，烧结物质内部质点在高温和表面张力作用下，超过屈服值 后，使晶体产生位错，质点通过整排原子运动或晶面滑移来实现物质传递。 9.1.4 物质的传递(Transport phenomenon) 9.1.4 物质的传递 (Transport phenomenon) .2 扩散传质 发生条件：对于多数固体材料，高温下蒸汽压低，传质更容易通过固体内质点的扩散进行，因此，扩散传质是大多数固体材料烧结传质的主要方式。 9.1.4 物质的传递(Transport phenomenon) .3 蒸发-凝聚 发生条件：此传质过程在高温下蒸汽压较大的系统内进行。传质过程：质点容易从高能的凸处（如表面）蒸发，通过气相传递到低能的凹处(如颈部）凝结，使颗粒接触面增大，颗粒和空隙形状改变，使成型体变成具有一定几何形状和性能的烧结体。 9.1.4 物质的传递(Transport phenomenon) .4 溶解-沉淀 发生条件：有足够液相的生成；液相能够润湿固相；固相在液相中有适当的溶解度并存在一定关系： 式中：c、c0为小颗粒和普通颗粒的溶解度；r为小颗粒半径；γSL为固液相界面张力。 推动力：细颗粒间液相毛细管作用力是溶解-沉淀传质过程的推动力。 9.1