ОАО "Шлиф-Пром"

В настоящее время считается установленным, что механизм уменьшения пористости при обжиге порошковых тел связан с уменьшением концентрации дефектов их кристаллической решетки. При повышении температуры подвижность дефектов нарастает и интенсивность потока вакансий от поверхности пор к поверхности порошкового тела увеличивается. Кроме такого вакансионного «залечивания» пор при достаточно высоких температурах обжига возможно скольжение целых блоков когерентной структуры материала за счет движения и исчезновения дислокаций. Уменьшение пористости сопровождается также явлениями рекристаллизации, увеличением размеров блоков и другими явлениями, которые в сумме и определяют эффект спекания порошков.
В ряде случаев спекание осложняется химическими реакциями, полиморфными превращениями, перекристаллизацией.
Образование жидкой фазы способствует спеканию, если ее объемная доля не превышает 20 %.
Наиболее полно и точно зависимость между степенью уплотнения порошков, температурой и длительностью процесса определяется уравнением, которое было предложено В. А. Ивенсеном и уточнено В. В. Скороходом для процессов, протекающих при постоянной температуре. Для процессов, идущих в реальных условиях промышленных печей, когда температура (в процессе обжига) изменяется во времени и пространстве, это уравнение должно быть представлено в таком виде:
где Z — относительная величина сокращения объема пор при спекании; kN0 и vN0 — константы, зависящие от концентрации структурных дефектов в исходном порошке, увеличивающиеся с возрастанием Sa; Е* и Ev — энергии активации течения и исчезновения дефектов кристаллической решетки; X = EV/(RT); b = dTldx — скорость нагревания (т — время); при b = const Т = Т0 + bx; Ei — интегральная показательная функция.
Исследование процесса спекания корундовых материалов, содержащих в качестве способствующих спеканию добавок Мп02, Fe203 и ТЮ2 в неизотермических условиях, позволило определить параметры уравнения.