一、氣體與雜質(zhì)的流失

1. 氣體流失：

• 氧化鋁粉和陶瓷胚體中含有較多的氣體和氣孔。

• 在高溫?zé)Y(jié)環(huán)境下，如1600℃左右，胚體中的氣體會(huì)受熱膨脹并逸出，導(dǎo)致體積減小。

2. 雜質(zhì)蒸發(fā)：

• 氧化鋁粉中可能含有各種雜質(zhì)，這些雜質(zhì)在高溫下會(huì)分解并蒸發(fā)。

• 雜質(zhì)的蒸發(fā)同樣會(huì)導(dǎo)致陶瓷體積的縮小，并使氧化鋁顆粒結(jié)合得更緊密。

二、水分蒸發(fā)與顆粒重排

1. 水分蒸發(fā)：

• 陶瓷胚體中含有一定量的水分，這些水分在高溫下會(huì)迅速蒸發(fā)。

• 水分的蒸發(fā)會(huì)導(dǎo)致體積的減小，并為后續(xù)的顆粒重排提供了空間。

2. 顆粒流動(dòng)與重排：

• 隨著燒結(jié)溫度的升高，氧化鋁顆粒的流動(dòng)性增強(qiáng)。

• 顆粒會(huì)自動(dòng)填充胚體中的空隙以及氣體、雜質(zhì)、水分蒸發(fā)后留下的孔隙，導(dǎo)致體積進(jìn)一步減小。

三、微觀結(jié)構(gòu)變化與致密度增加

1. 微觀結(jié)構(gòu)變化：

• 在高溫?zé)Y(jié)過程中，氧化鋁陶瓷的晶體結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，朝著液相靠近。

• 晶粒逐漸長大，顆粒間的接觸方式由點(diǎn)接觸轉(zhuǎn)變?yōu)槊娼佑|，孔隙逐漸封閉并孤立分布。

2. 致密度增加：

• 隨著燒結(jié)的進(jìn)行，陶瓷的致密度逐漸增加，孔隙率降低。

• 致密度的增加是導(dǎo)致體積縮小的另一個(gè)重要因素?？紫兜臏p少使得陶瓷體變得更加緊密，體積相應(yīng)減小。

四、燒結(jié)階段的影響

1. 燒結(jié)初期：

• 氣溫逐漸上升，坯體開始逐漸縮小。此時(shí)致密度和烈度變化不大，但容易出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。

• 粘結(jié)劑、水分等開始脫除。

2. 燒結(jié)中期：

• 氣溫出現(xiàn)小幅變化，體積繼續(xù)縮小，致密度變化增大。

• 顆粒間不存在點(diǎn)接觸現(xiàn)象，孔隙減少，坯體可能因燒結(jié)而變形和開裂。

3. 燒結(jié)后期：

• 氣溫明顯上升，相關(guān)變化都變大，致密度和烈度達(dá)到極限。

• 孔隙更小且孤立分布，晶粒長大顯著。

五、其他因素

• 燒結(jié)溫度：燒結(jié)溫度越高，體積收縮率越大。這是因?yàn)楦邷叵戮ЯｉL大更多，使得試樣中間的空隙更小。

• 固相含量：在燒結(jié)致密化過程中，隨著固相含量的增加，氧化鋁顆粒間的堆積密度增大，導(dǎo)致收縮變小。但固相含量過低時(shí)，較大的線性收縮可能造成坯體開裂或內(nèi)部結(jié)構(gòu)坍塌。

• 添加劑：某些添加劑如SiO2、MgO等能與Al2O3低溫生成液相，促進(jìn)燒結(jié)過程；而TiO2、Cr2O3等則能與Al2O3形成固溶體，增強(qiáng)晶格缺陷并活化晶體。這些添加劑的使用也會(huì)影響燒結(jié)過程中的體積變化。