ZnO多孔陶瓷的近净尺寸制备及机理

作     者：夏尊 戎烨东 李昊 董晔 于洪波 王修慧 杨金龙 XIA Zun;RONG Yedong;LI Hao;DONG Ye;YU Hongbo;WANG Xiuhui;YANG Jinlong

作者机构：大连交通大学材料科学与工程学院辽宁省教育厅无机超细粉体制备及应用重点实验室辽宁大连116028 清华大学材料学院新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室北京100084 

出 版 物：《硅酸盐学报》 (Journal of The Chinese Ceramic Society)

年 卷 期：2024年第52卷第9期

页      面：2950-2958页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金(52072202) 

主　　题：多孔陶瓷 氧化锌 Kirkendall效应 氧化空心化 收缩率 

摘      要：多孔陶瓷在烧结过程中会伴随着显著的收缩,导致变形或开裂,实现多孔陶瓷的近净尺寸制备是该领域新的发展方向。本研究以氧化锌与球形锌粉为原料采用干压成型工艺制备氧化锌多孔陶瓷,该过程不使用任何有机造孔剂,材料内部的气孔来自锌与氧之间的Kirkendall效应。由于锌、氧原子扩散速率的差异,锌颗粒氧化空心化产生的膨胀有效地抵消了整个烧结过程中产生的收缩,得到了近净尺寸的氧化锌多孔陶瓷。研究了金属锌粉的添加量以及颗粒尺寸对材料性能以及微观结构的影响。结果表明:多孔陶瓷的烧结线收缩率强烈依赖于金属锌粉的颗粒尺寸,当金属锌粉[50%(体积分数)]的颗粒尺寸为10μm时,多孔陶瓷的烧结线收缩率仅为-0.36%。