陶瓷材料閃燒試驗(yàn)裝置

陶瓷材料具有耐高溫、耐酸耐堿、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用。然而，陶瓷材料的制備通常需要很高的燒結(jié)溫度，消耗大量能源，生產(chǎn)成本較高。為了降低陶瓷的生產(chǎn)成本和獲得優(yōu)異的陶瓷性能，人們采取了一系列措施。一方面添加燒結(jié)助劑，通過(guò)提高擴(kuò)散速率或者形成低溫液相的方式提高燒結(jié)速率；另一方面不斷開(kāi)發(fā)陶瓷燒結(jié)新技術(shù)，例如熱等靜壓燒結(jié)、微波燒結(jié)、放電等離子燒結(jié)等，這些燒結(jié)技術(shù)不僅降低了能耗，而且使材料的性能得到顯著提高。

閃燒是在2010年由科羅拉多大學(xué)Rishi Raj教授提出的一種新的燒結(jié)理念，指的是生坯在一定溫度和臨界電場(chǎng)下實(shí)現(xiàn)生坯的低溫極速致密化，這個(gè)過(guò)程一般是幾秒鐘，這也是閃燒與場(chǎng)輔助燒結(jié)的主要區(qū)別。相比于其他燒結(jié)方法而言，閃燒具有燒結(jié)時(shí)間短、溫度低的優(yōu)勢(shì)。

陶瓷材料閃燒試驗(yàn)裝置的閃燒有兩個(gè)特征現(xiàn)象：快速致密化和電導(dǎo)急速增加。與其它陶瓷燒結(jié)方法相比，閃燒具有燒結(jié)溫度極低、時(shí)間超短的優(yōu)勢(shì)，大大的降低了能耗，為陶瓷的發(fā)展開(kāi)啟了嶄新的一頁(yè)

閃燒的影響因素主要有以下幾個(gè)

1.電場(chǎng)強(qiáng)度（applied field, E, V/cm），表示單位長(zhǎng)度施加的電壓大小，主要影響閃燒的孕育時(shí)間（incubationtime）和起始溫度（onset temperature），隨著電場(chǎng)強(qiáng)度的增大，孕育時(shí)間縮短，起始溫度降低；

（a）電場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)試樣孕育時(shí)間及致密化的影響（b）電流密度對(duì)試樣致密化的影響

2.電流密度（current density，J, mA/mm2），表示單位橫截面積上的電流大小，主要影響試樣的致密度和晶粒尺寸，隨著電流密度的增加，試樣的致密度增加，晶粒尺寸變大；

電流密度和保溫時(shí)間對(duì)晶粒尺寸的影響

3.保溫時(shí)間（holdingtime, t, s）-影響試樣的致密度和晶粒尺寸，隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，試樣的致密度增加，晶粒尺寸變大；

不同電流密度下保溫時(shí)間對(duì)試樣致密度的影響

4.爐溫（furnace temperature, T, K/oC）-影響閃燒的孕育時(shí)間，隨著爐溫的升高，孕育時(shí)間縮短。

不同爐溫下孕育時(shí)間隨電場(chǎng)強(qiáng)度的變化