前沿材料檢測設備—陶瓷材料閃燒試驗裝置

    陶瓷材料廣泛應用于航空、機械、冶金、電 子、生物等方面，在國民經(jīng)濟發(fā)展過程中起到越來 越重要的作用。具有耐高溫、耐酸耐堿、強度高等優(yōu)點，被廣泛應用。然而，陶瓷材料的制備通常需要很高的燒結溫度，消耗大量能源，生產(chǎn)成本較高，是限制其廣泛應用的一個主要原因。為了降低陶瓷的生產(chǎn)成本和獲得更加優(yōu)異的陶瓷性能，人們采取了一系列措施。一方面添加燒結助劑，通過提高擴散速率或者形成低溫液相的方式提高燒結速率；另一方面不斷開發(fā)陶瓷燒結新技術，例如熱等靜壓燒結、微波燒結、放電等離子燒結等，這些燒結技術不僅降低了能耗，而且使材料的性能得到顯著提高。

閃燒試驗裝置：

閃燒過程的階段：

（1）恒壓階段(孵化階段)：在位于爐體內(nèi)部的素坯兩端施加初始電場，爐體按設定程序升溫，電路中電流微乎其微。

（2）閃燒階段：當爐體溫度升高到某一溫度時，電路中電流急劇上升，數(shù)秒內(nèi)飆升至設定值，爐體進入保溫模式。

（3）恒流階段：電路中電流以初始設定值恒流輸出，持續(xù)一段時間，關閉電源， 試樣隨爐冷卻到室溫。

技術參數(shù)：

電場強度：在一定電場強度下，當爐體溫度升高到某一特定值時，電路中會出現(xiàn)電流急劇上升的現(xiàn)象，這個溫度點稱之為閃燒點。對于同一種材料，初始電場強度越大，材料的閃燒點越低。但閃燒現(xiàn)象是發(fā) 生在一定電場強度之上的，電場強度較低時，并不會發(fā)生閃燒現(xiàn)象。此外，隨著電場強度的增大，所制備陶瓷材料晶粒尺寸減小。

電流密度：閃燒現(xiàn)象發(fā)生以后(恒流階段)，隨著所限制電 流密度的增大，陶瓷材料致密程度逐漸增大。 材料達到致密化后，繼續(xù)增大電流密度，晶粒尺寸增加。電流從初始值升高到最終值時，增長模式可 分為一次式和步進式。

電源頻率：為了探索頻率在閃燒過程中的作用，gittings等人以生物陶瓷為研究對象，系統(tǒng)地調(diào)查了溫度和頻率對該材料電導率的影響，實驗溫度范圍為200-1000℃從直流測試到交流。當交流頻率增加到1 MHz時，陶瓷電導率相比室溫出現(xiàn)了5個數(shù)量級的強勁增長。

閃燒的影響因素：

    電場強度對試樣孕育時間及致密化的影響        電流密度對試樣致密化的影響

電流密度和保溫時間對晶粒尺寸的影響            不同電流密度下在保溫時間對試樣致密度的影響

不同爐溫下孕育時間隨電場強度的變化

設備夠成：高溫爐、直流高壓電源、電壓、電流表

前沿材料檢測設備—陶瓷材料閃燒試驗裝置