陶瓷材料闪烧试验装置

陶瓷材料具有耐高温、耐酸耐碱、强度高等优点，被广泛应用。然而，陶瓷材料的制备通常需要很高的烧结温度，消耗大量能源，生产成本较高，是限制其广泛应用的一个主要原因。为了降低陶瓷的生产成本和获得更加优异的陶瓷性能，人们采取了一系列措施。一方面添加烧结助剂，通过提高扩散速率或者形成低温液相的方式提高烧结速率；另一方面不断开发陶瓷烧结新技术，例如热等静压烧结、微波烧结、放电等离子烧结等，这些烧结技术不仅降低了能耗，而且使材料的性能得到显著提高。

闪烧是在2010年由科罗拉多大学Rishi Raj教授提出的一种新的烧结理念，指的是生坯在一定温度和临界电场下实现生坯的低温极速致密化，这个过程一般是几秒钟，这也是闪烧与场辅助烧结的主要区别。相比于其他烧结方法而言，闪烧具有烧结时间短、温度低的优势。

陶瓷材料闪烧试验装置的闪烧有两个特征现象：快速致密化和电导急速增加。与其它陶瓷烧结方法相比，闪烧具有烧结温度极低、时间超短的优势，大大的降低了能耗，为陶瓷的发展开启了崭新的一页


设备够成：高温炉、直流高压电源、电压、电流表





 

闪烧法的三个阶段

 

闪烧（flash sintering）是在2010年由科罗拉多大学Rishi Raj教授提出的一

种新的烧结理念，指的是生坯在一定温度和临界电场下实现生坯的低温极速

致密化，这个过程一般是几秒钟，如图所示，这也是闪烧与场辅助烧结的主要区别。相比于其他烧结方法而言，闪烧具有烧结时间短、温度低的优势。闪烧装置主要是由炉体和电源两部分组成，如图所示。




 

图为闪烧设备及狗骨型试样示意图

图为恒温实验时闪烧的三个阶段

按照闪烧过程，功率的变化，主要分为以下三个阶段，如图：

首先阶段-孕育阶段（incubation stage），在这一阶段功率缓慢增加，这个

阶段所需的时间称之为孕育时间，孕育时间一般受电场强度和温度的影响；

第二阶段-闪烧阶段（flash sintering stage），在这一阶段功率急剧变化，达到限定电流后，试样由恒压状态转变为恒流状态，功率逐渐趋于稳定，与此同时试样迅速致密化；

第三阶段-稳定阶段（stabilization stage），功率随保温时间的增大没有明显变化，趋于稳定，致密化过程结束。