陶瓷烧结是坯体在高温下致密化过程和现象的总称。随着温度升高，陶瓷坯体中具有比表面大，表面能较高的粉粒，力图向降低表面能的方向变化，不断进行物质迁移，晶界随之移动，气孔逐步排除，产生收缩，使坯体成为具有一定强度的致密的瓷体。烧结的推动力为表面能。烧结可分为有液相参加的烧结和纯固相烧结两类。烧结过程对陶瓷生产具有很重要的意义。为降低烧结温度，扩大烧成范围，通常加入一些添加物作助熔剂，形成少量液相，促进烧结。如添加少量二氧化硅促进钛酸钡陶瓷烧结；又如添加少量氧化镁、氧化钙、二氧化硅促进氧化铝陶瓷烧结。（百度百科）

烧结概述

烧结是利用热能使粉末坯体致密化的技术，其具体的定义是指多孔状态的坯体在高温条件下，表面积减小，孔隙率降低，力学性能（机械强度等）提高的致密化过程。坯体在烧结过程中要发生一系列的物理化变化，如膨胀，收缩，气体的产生，液相的出现，旧晶相的消失，新晶相的形成等。在不同的温度，气氛条件下，所发生变化的内容与程度也不相同，从而形成不同的晶相组成和显微结构，决定了陶瓷制品不同的质量和性能。坯体表面的釉层在烧结过程中也会发生各种物理化学变化，最终形成玻璃态物质，从而具有各种物理化学性能和装饰效果。

烧结的驱动力

生坯，颗粒间只有点接触，强度很低，通过烧结，虽然在烧结时既无外力又无化学反应，却能使点接触的颗粒紧密结成坚硬而强度很高的瓷体。
烧结的动力是什么？是粉粒表面能。粉料在制备过程中，粉碎，球磨等机械性能或其它能量以表面能的形式储存在粉体中，造成粉料表面的许多晶格缺陷，使粉体具有较高的活性。粉体的过剩表面能：为烧结的推动力（烧结后总表面积降低3个数量级以上），烧结不能自动进行，必须对粉体加温，补充能量，才能使之转变未烧结体。除了推动力外，还必须有物质的传递过程，使气孔逐渐得到填充，使坯体由输送变得致密。

1.蒸发和凝聚

2.扩散

3.粘滞流动与塑性流动

4.溶解和沉淀在烧结过重可能有几种传质机理在起作用，在一定条件下，某种机理在起作用，条件改变，起导作用的机理有可能随之改变。

固相烧结过程及机理

固相烧结一般可表现为三个阶段，初始阶段，主要表现为颗粒形状改变；中间阶段，主要表现为气孔形状改变；最终阶段，主要表现为气孔尺寸减小。固相烧结的主要传质方式是扩散传质。存在表面扩散，晶界扩散和体积扩散，不是每种扩散传质均能导致材料收缩或气孔率降低。物质以表面扩散或晶格扩散方式从表面传递到颈部，不会引起中心间距的减小，不会导致收缩和气孔率降低。颗粒传质从颗粒体积内或从晶界上传质到颈部，会引起材料的收缩和气孔消失，真正导致材料致密化。材料的组成，颗粒大小，显微结构（气孔，晶界）、温度、气氛及添加剂等会影响扩散传质，进而影响材料的烧结。

液相烧结过程及机理

液相烧结（liquid-phase sintering）是指在烧结包含多种粉末的坯体中，烧结温度至少高于其中的一种粉末熔融温度，从而在烧结过程中出现液相烧结过程。液相烧结优点是，能提高烧结驱动力，可制备具有控制的围观结构和优化性能的陶瓷复合材料。流动传质比扩散传质速度要快得多，烧结速率高，导致在更低的温度下获得致密的烧结体。液相烧结的具体条件：1.液相相对固相颗粒的湿润2.固相在液相中有相当的溶解度3.液相具有合适的年度4.具有相当数量的液相液相烧结过程中的气孔排除，在烧结中期，相互连续的气孔通道开始收缩，形成封闭的气孔，气孔封闭后，进入最后阶段。在烧结末期，几个过程可以同时发生，包括晶粒和气孔的生长和粗化，液相组分扩散进入固相，固相、液相或气相间反应产物的形成。液相烧结在结构陶瓷、电子陶瓷领域大量应用。

特色烧结方法

1.热压烧结
2.热等静压

3.放电等离子烧结

4.微波烧结

5.反应烧结

6.爆炸烧结

热压烧结所需的成型压力仅为冷压法1/10，降低烧结温度和缩短烧结时间，抑制了晶粒的生长，能得到良好力学性能，电学性能的产品，能生产尺寸复杂，尺寸精确的产品，缺点也很明显，生产效率低，成本高。

热等静压工艺可以在更低的烧结温度下完成，抑制高温下很多不利的反应或变化，能够减少或无烧结助剂作用下，获得结构均匀，致密的烧结体，能够减少或排除烧结体的剩余气孔，提高材料的密度、强度，精确控制产品的尺寸与形状，免切割加工等工序。

烧结设备
烧结是在热工设备中进行的，这里热工设备指的是先进陶瓷生产窑炉及附属设备。烧结陶瓷的窑炉类型很多，同一制品可以在不同类型的窑内烧成，同一种窑也可以烧结不同的制品。主要常用的有间歇式窑炉，连续式窑炉和辅助设备。间歇式窑炉按其功能可分为电炉，高温倒焰窑，梭式窑和钟罩窑。连续式窑炉的分类方法有很多种，按制品的输送方式可分为隧道窑，高温推板窑和辊道窑。与传统间歇式窑炉相比较，连续式窑具有连续操作性，易实现机械化，大大改善了劳动条件和减轻了劳动强度，降低了能耗等优点。

最佳烧成参数确定

烧成制度包括温度制度，气氛制度和压力制度，影响产品的性能的关键是温度及其与时间的关系以及烧成时的气氛。其中温度制度，气氛制度需要根据不同的产要求而定，而压力制度是保证窑炉按照要求的温度制度与气氛制度进行烧成。制定烧成制度的依据：以坯釉的化学组成及其在烧成过程中的物理化学变化为依据；以坯体的种类、大小、形状和薄厚为依据；以窑炉的结构、类型、燃料种类以及装窑方式和装窑疏密为依据；以相似产品的成功烧成经验为依据。温度制度的确定，包括升温速度，烧成温度，保温时间和冷却速度等参数。通过飞行坯料在烧成过程中性状变化，初步得出坯体在各温度或时间阶段可以允许的升、降温速度（相图，差热-失重、热膨胀、高温相分析、已有烧结曲线等）。升温速度：低温阶段，氧化分解阶段，高温阶段。烧成温度与保温时间：相互制约，可在一定程度上相互补偿，以一次晶粒发展成熟，晶界明显、没有显著的二次晶粒长大，收缩均匀，致密而又耗能少为目的。冷却速度，随炉冷却，快速冷却。气氛制度的确定，根据坯料的不同，烧成时可采用氧化气氛、中性气氛或还原气氛、各阶段烧成气氛必须根据原料性能和制品不同要求来确定。坯体水分蒸发期，对气氛没有特殊要求；氧化分解与晶型转变期，为使坯体氧化分解充分，采用氧化气氛；玻璃化成瓷期，陶器大都采用氧化气氛烧成，而瓷器的烧成可分为两种气氛：氧化气氛和还原气氛。采用还原气氛烧成的瓷器，还原开始前须有一个中火保温的强氧化气氛。此时采用强氧化气氛，还原初期要采用强氧化气氛，烧成后期改用弱还原气氛。压力制度的确定，压力制度起着保证温度和气氛制度的作用。全窑的压力分布根据窑内结构，燃烧种类，制品特性，烧成气氛和装窑密度等因素来确定。倒焰窑中，最重要的是在烟道内形成微负压，窑底处于零压。隧道窑的预热带和烧成带都为负压，冷却带一般在正压下操作。

信息来源：                                                                                                                         先进陶瓷展

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