9.4.2 Solution-Precipitation mass transfer慕课视频播放-Fundamentals of Inorganic Materials Science-MOOC慕课视频教程-柠檬大学

最后，我们来讨论溶解-沉淀传质。

这种传质发生的条件是

液相含量较多、

固体在液相内必须有显著的可溶性，

而且液相和固相可以很好地润湿。

那么这种传质指的是，

在烧结过程中，

当固相在液相中有可溶性，

这时部分固相溶解，

而在另一部分固相上沉积，

直到晶粒长大和获得致密的烧结体。

这种传质过程的推动力是什么呢？

由于液相润湿固相，

每个颗粒之间的空间都组成了一系列的毛细管。

表面张力以毛细管力的方式把颗粒紧紧拉在一起，

毛细管中的熔体起着

把分散在其中的固态颗粒结合起来的作用。

实验证明，

微米级颗粒之间约有0.1-l μm直径的毛细管，

如果其中充满硅酸盐液相，

毛细管压力达1.23-12.3MPa。

由此可见，

毛细管压力所造成的烧结推动力是非常大的。

溶解-沉淀传质的整个过程，

可以分为两个阶段，

首先是颗粒重排，

然后再发生溶解-沉淀传质。

第一阶段：颗粒重排。

随着烧结温度的升高，

会出现足够量的液相。

分散在液相中的固体颗粒，

在毛细管力的作用下，

就会发生相对移动而进行重新排列，

结果得到了更紧密的堆积。

因此对于颗粒重排过程，

坯体致密度的大小取决于液体的数量。

如果液相数量不足，

则液相既不能完全包围颗粒，

也不能填充粒子间空隙。

第二阶段就是溶解-沉淀传质过程。

紧密堆积的颗粒之间有一层液膜。

液膜越薄，

凹面的半径就越小，

颗粒所受到的压力也就越大。

由于压应力的作用，

颗粒之间接触点处的溶解度提高，

这样接触处的固相物质和小颗粒

就不断的会溶解在液相里边，

然后通过液相的传质运输，

会沉淀在较大的颗粒表面，

促使晶粒长大。

在这阶段可粗略地认为，

致密化速率是与粘性流动相应，

线收缩与时间呈线性关系。

由此也可以得到影响收缩率的因素。

首先，收缩率与时间的1/3次方成正比。

其次颗粒半径r越小，收缩率越大。

这一点我们从能量的角度也可以分析，

颗粒越小，推动力越大。

第3个影响因素是粉末特性。

既然是溶解-沉淀传质，

那它的溶解度有多少？

液体和固体之间的润湿性如何?

第4个是液相的数量，

液相数量越多，

传质的速度也就越快。

第5个是烧结温度，

烧结温度越高，

液相粘度越小，

那质点的传质也会加快。

到此为止，烧结的四种传质机理已经全部讨论完了。

那我们把这4种传质机理，

从产生的原因、条件、特点、

动力学方程及工艺控制五个方面进行了分析比较。

从对固相烧结

和液相烧结传质机理的讨论可以看出，

烧结无疑是一个很复杂的过程。

前面的讨论主要是限于

单元纯固态烧结或纯液相烧结，

并假定在高温下不发生固相反应，

此外，在作烧结动力学分析时，

是以十分简单的两颗粒圆球模型为基础。

这样就把问题简化了许多。

但从实际制造材料的角度看，

问题常常要复杂得多。

经常是几种可能的传质机理在互相的起作用，

有时是一种机理起主导作用，

有时又是几种机理同时出现，

有时条件改变了传质方式也随之变化。

比如说对于氧化铍的烧结，

气氛中的水汽就是一个重要的因素。

在干燥气氛中，

扩散是主要的传质方式。

当气氛中水汽分压很高的时候，

则蒸发-凝聚变成传质主导方式。

又例如长石瓷和滑石瓷

都是有液相参与的烧结。

随着烧结的进行，

往往是几种传质交替发生。

总之，烧结体在高温下的变化是很复杂的，

发生典型的传质方式都是有一定条件的。

因此，为了真正掌握和控制整个烧结过程，

必须对烧结全过程的各个方面都有充分的了解。

Fundamentals of Inorganic Materials Science课程列表：

1 Introduction

-Introduction

-introduction

-Test for chapter 1

2 Crystal Imperfection

-2.1 Type of defect

--2.1 Types of point defects

-2.2.1 The expression methods of point defects

--2.2.1 The expression methods of point defects

-2.2.2 The rules for writing of defect reaction equation

--2.2.2 The rules for writing of defect reaction equation

-2.3 Calculation of thermal defect concentration

--2.3 Calculation of thermal defect concentration

-2.4 Non-stoichiometric compounds

--2.4 Non-stoichiometric compounds

-Homework for chapter 2

-Test for chapter 2

3 Solid solution

-3.1 The classification of solid solutions

--3.1 The classification of solid solutions

-3.2 Substitutional solid solution

--3.2 Substitutional solid solution

-3.3 Interstitial solid solution

--3.3 Interstitial solid solution

-3.4 The research method of solid solutions

--3.4 The research method of solid solutions

-3.5 Questions for crystal imperfection and solid solution

--Questions for crystal imperfection and solid solution

-Homework for chapter 3

-Test for chapter 3

4 Melt and glass

-4.1 Melt structure

--4.1 Melt structure

-4.2 The properties of the melt

--4.2.1 The properties of the melt_viscosity

--4.2.2 The properties of the melt_surface tension

--4.2 The properties of the melt

-4.3 The characteristics of glass

--4.3 The characteristics of glass

-4.4 The formation of glass

--4.4.1 The formation of glass_kinetics conditions

--4.4.2 The formation of glass_crystal chemical conditions

--4.4 The formation of glass

-4.5 The structure of glass

--4.5 The structure of glass

-4.6 The typical glass

--4.6 The typical glass

-4.7 Questions for melt and glass

--Questions for melt and glass

-Test for chapter 4

5 Phase equilibrium

-5.1 Phase equilibrium in silicate systems

--5.1 Phase equilibrium in silicate system

-5.2 One-component system phase diagram

--5.2 One-component system phase diagram

-5.3 Applications of one-component diagrams

--5.3 Applications of one-component diagrams

-5.4 Binary diagrams

--5.4.1 Binary diagram with eutectic point

--5.4.2 Binary system with a congruent melting compound and one with an incongruent melting compound

--5.4.3 Other five types of phase diagrams of binary systems

--5.4 Binary diagrams

-5.5 Applications of binary phase diagrams

--5.5 Applications of binary phase diagrams

-5.6 Ternary diagrams

--5.6.1 Representation of ternary system composition

--5.6.2 Three-dimensional state diagram and plane projection diagram of a simple ternary system

--5.6.3 (1) Basic types of ternary phase diagrams

--5.6.3 (2) Basic types of ternary phase diagrams

--5.6.3 (3) Basic types of ternary phase diagrams

--5.6.3 Basic types of ternary phase diagrams

-5.7 Applications of ternary phase diagrams

--5.7 Applications of ternary phase diagrams

-5.8 Research methods of phase equilibrium

--5.8 Research methods of phase equilibrium

-5.9 Questions for phase equilibria

--Questions for phase equilibria

-Homework for chaper 5

-Test for chapter 5

6 Diffusion

-6.1 Overview of diffusion

--6.1 Overview of diffusion

-6.2 The kinetic equations of diffusion

--6.2 The kinetic equations of diffusion

-6.3 The thermodynamic equation of diffusion

--6.3 The thermodynamic equation of diffusion

-6.4 Diffusion mechanisms and diffusion coefficient

--6.4 Diffusion mechanisms and diffusion coefficient

-6.5 Diffusion in solid

--6.5 Diffusion in solid

-6.6 Factors affecting diffusion

--6.6 Factors affecting diffusion

-6.7 Questions for diffusion

--Questions for diffusion

-Homework for chaper 6

-Test for chapter 6

7 Solid state reactions

-7.1 Overview of solid state reactions

--7.1 Overview of solid state reactions

-7.2 Kinetic equation of solid state reaction

--7.2 Kinetic equation of solid state reaction

-7.3 Factors affecting the solid state reaction

--7.3 Factors affecting the solid state reaction

-Homeword for chapter 7

8 Phase transformation

-8.1 The categories of phase transformation

--8.1 The categories of phase transformation

-8.2 Crystallization

--8.2.1 Crystallization thermodynamics

--8.2.2 Crystallization kinetics

--8.2 Crystallization

-8.3 Phase Separation of glass

--8.3 Phase separation of glass

-8.4 Questions for phase transformation

--Questions for phase transformation

-Test for chapter 8

9 Sintering

-9.1 Overview of sintering

--9.1 Overview of sintering

-9.2 The driving forces and models of sintering

--9.2 The driving forces and models of sintering

-9.3 Solid state sintering

--9.3.1 Evaporation-Condensation mass transfer

--9.3.2 Diffusion mass transfer

--9.3 Solid state sintering

-9.4 Liquid phase sintering

--9.4.1 Flow mass transfer

--9.4.2 Solution-Precipitation mass transfer

--9.4 Liquid phase sintering

-9.5 Grain growth and secondary recrystallization

--9.5.1 Grain growth

--9.5.2 Secondary recrystallization

--9.5 Grain growth and secondary recrystallization

-9.6 Factors affecting sintering

--9.6 Factors affecting sintering

-9.7 Questions for sintering

--Questions for sintering

-Homework for chapter 9

-Test for chapter 9

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