先進陶瓷的退火介紹

        復相陶瓷材料在燒結過程中，由于不同相之間的熱脹系數不一樣，冷卻時常常會產生相間應力，容易導致瓷體內部的微裂紋。另外，晶粒之間的玻璃相削弱了晶間結合，降低了陶瓷的抗斷裂能力。大量實驗表明，許多體系的陶瓷材料經過退火可以通過晶粒的變化減小相間應力，彌合微裂紋，同時長時間的退火可以使部分晶界玻璃相發生晶化，改善了材料的組織結構，提高了陶瓷的室溫和高溫力學性能。氧化鋯增韌莫來石(ZTM)復相陶瓷在氮氣中退火時間與力學性能的關系；陶瓷退火前后晶間玻璃相和彎曲強度對比。可以明顯地看出退火有利于陶瓷材料性能的提高和玻璃相的減少。但對于非氧化物陶瓷，如含碳化硅的陶瓷，在空氣中長時間的退火會導致氧化反應，材料性能可能會下降。



        退火還可以降低機械加工對陶瓷材料的不利影響。陶瓷材料目前已經廣泛應用于各種高技術領域，如陶瓷發動機零件、火箭外部保護罩等。這些機械零部件為滿足高尺寸精度、低表面粗糙度
的要求，須對燒成后的陶瓷件進行一系列機械加工最常見的有磨削等。由于陶瓷屬硬脆材料，所以機加工過程中往往造成對材料的損傷即機加工缺陷。這種表面缺陷對材料使用時的載荷非常敏
感，極易成為材料的裂紋源。為了避免或減少機加工對陶瓷材料性能的不利影響，可在接近燒結溫度的條件下對機加工后的陶瓷件進行退火，通過晶粒生長、擴散傳質、玻璃相流動、氧化等方式使裂紋愈合或鈍化，從而改善其性能。