工程陶瓷成形：烧结温度和时间会影响晶粒成长过程

工程陶瓷主要由无机非金属材料制成。陶瓷通常具有较高硬度和较强耐磨性。许多陶瓷材料对拉应力和缺口较敏感。陶瓷强度会受到缺陷尺寸和分布影响。烧结通过加热促使颗粒结合并提高致密度。烧结温度和时间会影响晶粒成长过程。热压烧结在加热同时施加外部压力。热等静压利用高温高压气体促进致密化。

硼硅玻璃具有较低的热膨胀特点。石英玻璃可用于部分高温和光学场合。玻璃退火用于减轻成形留下的残余应力。陶瓷釉层可以提供表面保护和装饰作用。传统制陶是人类早期重要材料加工技术。现代陶瓷工程强调粉体和微观组织控制。材料批次一致性关系到陶瓷零件可靠性。陶瓷选材需要同时考虑缺陷与载荷条件。

铁电陶瓷具有可受电场改变的极化状态。介电陶瓷用于电容和微波等电子应用。生物陶瓷需要考虑生物相容和界面反应。陶瓷涂层可以改善基材表面的耐磨耐热性。热障涂层用于降低高温部件基体温度。涂层与基体膨胀不匹配可能导致开裂剥落。陶瓷热震与快速温度变化产生的应力有关。高导热或低膨胀有助于部分抗热震设计。

陶瓷注射成形适用于部分复杂小型零件。氧化铝陶瓷具有良好的绝缘和耐磨性能。氧化锆陶瓷可利用相变提高断裂韧性。相变增韧需要适当的组成和微观结构。氮化硅适用于部分高温和滚动接触场合。碳化硅具有较好的高温与导热相关性能。氮化铝常用于需要导热的绝缘基板。压电陶瓷能够在机械与电能之间耦合转换。