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先进陶瓷知识问答:怎么在氧化铝陶瓷板上面打内螺纹孔?氧化铝陶瓷和氮化硅陶瓷哪个更易烧结?为什么?

先进陶瓷知识问答:怎么在氧化铝陶瓷板上面打内螺纹孔?氧化铝陶瓷和氮化硅陶瓷哪个更易烧结?为什么? CERADIR先进陶瓷在线
2025-09-17
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导读:先进陶瓷材料问答知多少,都在CERADIR

以下问题的提问者均来源于知乎平台的各路求学好问者,CERADIR先进陶瓷在线作为一家服务于行业的先进陶瓷 B2B 平台,尽可能解答用户疑难也是我们一直在做的事情!今后每周小编将在这里分享相关问答,欢迎行业内朋友到知乎找我们提问。若有疏漏错误之处,还请各位朋友批评指正,谢谢!


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怎么在氧化铝陶瓷板上面打内螺纹孔?


氧化铝陶瓷板上加工内螺纹孔需采用特种加工工艺,通常分以下几步完成:

首先使用激光或超声波打孔(避免机械应力导致裂纹)预制底孔,孔径比目标螺纹小径小0.1-0.2mm;随后通过金刚石镀层丝锥进行低速攻丝,或采用热压铸嵌工艺——将预制的金属螺纹嵌件(如钼合金)在高温下压入陶瓷孔内,利用氧化铝与金属的热膨胀系数差异实现过盈配合。

对于高精度需求,可选用激光螺旋扫描刻蚀直接成型螺纹,但成本较传统方法高3-5倍。加工后还需进行退火处理以消除残余应力。


Q from @钧杰陶瓷加工



氧化铝陶瓷和氮化硅陶瓷哪个更易烧结?为什么?


陶瓷烧结是一种比较复杂、受到多种条件制约的过程。不应笼统的判定哪种陶瓷更易烧结。

Al2O3熔点高,因此Al2O3陶瓷的制备常常需要添加烧结助剂,通过液相烧结致密。这种方法通常可促进Al2O3陶瓷的烧结,Al2O3陶瓷液相烧结通过化学反应生成液相,促进扩散和粘性流动,以达到颗粒的重排和传质过程,降低Al2O3陶瓷烧结温度,加速有效烧结。

1、氧化铝陶瓷烧结初期

氧化铝陶瓷在这个过程中,对气温的控制是非常重要和关键的,由于气温在不断的上升,那么坯体也会逐渐的缩小,但是,在致密度以及烈度上的变化实际并不是很大,而且在微观的组织上,晶粒在比例也不存在变化,但是比较容易出现开裂的现象,因为水分还有黏结剂被完全的消除,所以温度的控制非常重要。

2、氧化铝陶瓷烧结中期

这时烧结的氧化铝陶瓷在气温上,会出现比较小幅度的变化,体积也会不断的缩小,在致密度的变化也会变大,虽然在微观上晶粒的变化不大,但是颗粒之间已经不存在点接粗的现象,孔隙也在发生减少,而且坯体会因为烧结而在体积上降低很多,所以会出现坯体的变形和开裂。

3、氧化铝陶瓷烧结后期

气温出现明显的上升,氧化铝陶瓷相关的变化都会变大,致密度和烈度已经达到极限并不会再发生变化,在微观的组织上,晶粒在比例上的变化非常显著,孔隙也更小,相互之间不再连通,并出现相互较孤立的气孔。

但是部分的氧化铝陶瓷气孔还是会残留在晶粒的内部,但是因为是烧结的晚期了,晶粒在成长上会出现较多不同的不良现象,为了降低这种不良现象的出现,最常见的解决方式是,加入适量的添加剂,对晶粒在成长上进行控制。


由于Si3N4陶瓷存在较强的共价键和较低的原子扩散速率,固相烧结难以实现致密化,往往需要加入合适的烧结助剂与Si3N4表面的氧化层形成液相,促进烧结致密化,因此如果想获得真正性能出众的氮化硅陶瓷材料,包括烧结助剂、烧结方式、烧结工艺等在内的烧结因素都需要更深入的研究。

目前Si3N4陶瓷的常用制备技术有反应烧结、无压烧结、气压烧结、热压和热等静压等方法。在实际生产中为了获得高致密度的Si3N4陶瓷常采用气压烧结,但气压烧结炉高昂的使用与维护费用会导致Si3N4陶瓷的生产成本增加。

而无压烧结虽然有着陶瓷件致密度较低,力学性能较差的缺陷,但同时它也具有操作简单、成本低、可制备复杂部件等优点,综合考虑下依旧是一种可行且具备前景的烧结工艺,因此近年来涌现了许多提高无压烧结Si3N4陶瓷性能的研究。

Q from @TTTaoo


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