石英陶瓷的烧结

       烧结是石英陶瓷生产中很重要的一个环节，它对石英陶瓷的物理化学性能有很大的影响。烧结石英陶瓷中的关键问题是保持材料的非晶态，即防止与杜绝非晶态SiO2在烧结时的方石英化。在实际生产中，应根据石英陶瓷本身所固有的特性来制定合理的烧结工艺制度，石英陶瓷制品的烧结工序既要保证制品烧结后有足够的强度，又要控制制品的析晶及变形。不同尺寸及形状的制品应通过实验确定合理的烧成温度及保温时间。一般石英陶瓷的最高烧成温度不超过1250℃，为避免析晶，900℃以上的高温阶段应快烧快冷。

       注凝成型熔融石英陶瓷材料在烧结过程中，由于有机单体等有机物的烧失，而在干燥和烧成过程中几乎没有收缩，所以注凝成型石英陶瓷产品一般比注浆成型产品体积密度略低，并且在基体中存在20%左右的气孔率，会影响其高温抗侵蚀性能，一般通过改善其烧结性能来提高石英陶瓷的致密度和强度。

      改善注凝成型石英陶瓷的烧结性能一般采用加入烧结助剂的方法，常用的烧结助剂有Si、SiC、CeO、Y2O3、H3BO3、B4C和Si3N4。研究表明：Si、SiC、CeO和Y2O3对熔融石英陶瓷的低温烧结的促进作用较小；H3BO3和B4C能有效地促进熔融石英陶瓷的烧结，加入等量的H3BO3和B4C外加剂时，B4C对石英陶瓷烧结性能的影响明显强于H3BO3，因此，B4C是熔融石英陶瓷的有效烧结剂，且随着B4C加入量的提高，熔融石英陶瓷的体积密度增大，显气孔率明显降低，耐压强度增大。氮化硅也是一种理想的烧结助剂，其添加量在0.5%-2.5%时，有助于促进石英陶瓷的烧结，但不会影响烧结温度，也不会导致熔融石英的析晶。