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激光烧结功能陶瓷是近年来发展起来的一项新技术。激光作为一种新热源,由于它具有能量高度集中,方向性好,单色性好的特点,使得激光烧结的功能陶瓷与传统烧结制备的功能陶瓷在物理性能及显微结构存在显著差别。本文从理论上研究了激光与陶瓷材料相互作用的机理。在实验中研究了激光烧结工艺参数(激光能量密度、烧结时间、扫描速度、气氛)对陶瓷性能及结构的影响。
本实验应用大功率CO2激光作为热源,烧结制备了六方相BaTiO3陶瓷、Ta2O5陶瓷;并对纳米BaTiO3陶瓷的激光烧结进行了探索;摸索了激光烧结的最佳工艺参数。对激光烧结后的陶瓷进行X射线衍射、表面金相观察、断口扫描电镜、介电性能测试以及拉曼散射测试,以测试结果作为判据对材料的性能、结构及结晶取向进行了分析,与传统固相反应烧结制备的陶瓷进行了比较。对激光烧结陶瓷中出现的一些现象诸如瓷件炸裂、气孔生成以及应力的产生进行了分析。
激光烧结陶瓷区别于传统烧结方法之处在于时间短,升降温速率高,从而可以使材料的高温相结构得以保留,对于某些用传统方法难以制备的高温相材料,激光烧结是一个不错的尝试。激光作用纳米材料后,在极短的时间内对纳米材料进行加热可以有效的抑制晶粒的生长,纳米材料特性被保留,激光烧结纳米材料为纳米陶瓷的制备开辟了一条新思路。