氣氛加壓燒結是在加壓的氮氣或其它惰性氣氛下完成陶瓷坯體的燒結，以制取致密、復雜形狀的陶瓷結構件。該方法是20世紀70年代中期，由日本和美國同時發(fā)明，主要用以制備高性能氮化硅陶瓷。它利用高的氮氣壓力抑制氮化硅的分解，使之在較高溫度下達到高致密化而獲得高性能。
通常氮化硅材料的燒結方法有反應燒結、熱壓燒結和無壓燒結。用無壓燒結雖然可制取致密且形狀復雜的氮化硅燒結體，但在0. IMPa的氮氣氣氛和1650'C的燒結溫度下，氮化硅將發(fā)生分解反應。因此，常壓燒結的氮化硅陶瓷質(zhì)量損失大而密度低，僅為理論密度的90%左右，若在該溫度下燒結氮化硅，只好采用較多的添加劑在高溫下生成大量液相，使氮化硅得以燒結：或者采用熱壓的方法，使氮化硅在溫度和壓力的同時作用下，在較低的溫度下達到致密化。這兩種方法都存在不足，如添加劑含量多可導致制品高溫性能惡化；熱壓只能制造形狀簡單的氮化硅陶瓷部件，且生產(chǎn)成本較高等。
氣氛加壓燒結時，先將氮化硅和少量添加劑均勻混合，按所需的形狀成型，然后將成型坯體置于高溫(1800- 2100(1)加壓氮氣氛中進行燒結。高壓可抑制氮化硅的分解反應，促進擴散，減少質(zhì)量損失，從而得到組織致密燒結體。氣體加壓燒結的可能燒結溫度與氮氣壓之間的關系是：燒結溫度愈高，氣氛壓力也要求愈高。與常壓燒結相比，可使燒結體的室溫或高溫下強度得到明顯改善。
用氣氛加壓燒結技術制備Si3N，陶瓷具有以下優(yōu)點：
①燒結溫度提高，添加劑含量減少，從而改善了材料的高溫力學性能；
②燒結溫度提高，可選擇高熔點化合物做添加劑，有利于改善材料性能；
③改善顯微結構，如增加氣氛壓力有利于晶粒細化，從而有利于制品力學性能的提高；
④易于制造形狀復雜和大尺寸制I鈷，不受模具和封套等的限制。
如果將前面介紹的反應燒結法和氣氛加壓燒結法融于一體，可實現(xiàn)對氮化硅陶瓷的快速制備，即“一步燒結法”。該方法是將硅粉末制備的壓塊在高壓氮氣氛爐中先反應燒結，再在爐中直接燒結成致密材料?？墒狗磻獰Y時間大為縮短又不需超細氮化硅粉體作為起始原料，從麗可降低成本，縮短生產(chǎn)周期，適于制造復雜的氮化硅燒結體。
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本文“陶瓷氣氛加壓燒結”由科眾陶瓷編輯整理，修訂時間：2019-03-16 11:45:21
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