淺析氧化鋯陶瓷燒制中的一些常見問題

陶瓷素坯在燒結前是由許許多多單個的固體顆粒所組成的，坯體中存在大量氣孔，氣孔率一般為35%~60%(即素坯相對密度為40%~65%)，具體數值取決于粉料自身特征和所使用的成型方法和技術。當對固態素坯進行高溫加熱時，素坯中的顆粒發生物質遷移，達到某一溫度后坯體發生收縮，出現晶粒長大，伴隨氣孔排除， *終在低于熔點的溫度下(一般在熔點的0.5~0.7倍)素坯變成致密的多晶陶瓷材料，這種過程稱為燒結。

燒結是陶瓷坯體成型的 *后一道工藝，陶瓷產品的性能優劣很大一部分因素是由燒結來決定的。氧化鋯陶瓷要燒結地致密度高、均勻，不僅前一道加工工序脫脂環節至關重要，還受粉體、添加劑、燒結溫度及時間、壓力及燒結氣氛等因素的影響。

在具體燒結過程中，氧化鋯陶瓷坯體可能出現變形、開裂、晶粒異常長大等問題，其原因可能是哪些?下面我們就根據具體問題具體分析一下。

一、變形：

氧化鋯陶瓷在燒結過程中發生變形，原因可能是粉體粒徑分布過寬;粉體中添加劑的選擇和添加量不合理;陶瓷的收縮不一致等。

而陶瓷的收縮不一致，有以下三方面原因：

①爐溫不均勻，陶瓷坯體發生不一致的收縮;

②升溫速度快，溫度傳導產生梯度，陶瓷坯體越靠近表層收縮越快，越中心收縮越慢。

③有密度梯度，在成型時，因為壓力及填料等因素，導致坯體內部收縮比不一致。

二：破裂

燒結后的陶瓷坯體發生破裂的主要原因在于陶瓷坯體內部有缺陷，同時也與坯體收縮有關，而坯體收縮不一致的原因參見燒結變形原因分析。

當收縮不一致時，如果存在缺陷(孔洞、暗裂等)，其缺陷成為斷裂源，裂紋擴散導致坯體開裂。

三、晶粒異常長大

當晶粒出現異常長大時，這些過大的晶粒內往往還有大量的氣孔難以再由晶粒內抵達晶界而排出，就會使陶瓷材料難以達到較高的密度，材料的許多性能惡化，特別是力學性能(斷裂韌性、抗彎強度等)。

導致晶粒異常長大的主要原因有以下三點：

①原始粉料顆粒尺寸分布范圍太寬，即粉料中 *大顆粒大于或遠大于平均顆粒晶粒尺寸的2倍;

②成型時坯體密度不均(粉體團聚、素坯壓制壓力有梯度、添加劑不勻)，燒結發生了不均勻的致密化;

③過高的燒結溫度與過長的保溫時間。