有些次的特種耐火磚(碳化物,氮化物),它們的擴散系數很小。例如碳化硅中的硅,甚至在2000℃時,自擴散系數為10-20cm2/s。這比大量的難熔氧化物低10個等級。這樣的材料按擴散機理實際上不燒結。類似情況的材料,燒結技術采用反應燒結方法。
反應燒結一坯體中燒結材料和外面的(氣體或液體)藥劑之間,在高溫下由于直接進行化學反應實現致密和增加強度的過程。這里的重要標志是化學反應只伴隨粗坯致密,當一種藥劑從外部介質進入時,而反應產物按體積超過粗坯的固體藥劑。如果全部藥劑在原來的泥料(荒坯)中,那么它們之間的化學反應,不發生致密,其中的情況是當時反應產物體積大于原來材料的體積。相反發生疏松—遠離顆粒相互作用中心,還使燒結的荒坯體積進行增大。
例如,制取真空致密尖晶石耐火材料時,隨著尖晶石的合成,體積增大,然而沒有同時發生荒坯需的致密。所以要取得這樣的尖晶石材料分兩個階段進行:開始進行合成,然后按固相燒結機理燒結。當然,不是所有耐火磚只用反應燒結方法可以燒結。從它們的某些被燒結而用固相燒結,可是燒結溫度應該足夠高,一般超過2000℃,多少碰到技術困難和經濟上不是很合算。
荒坯和內部藥劑(氣體)成分之間反應沿著質點表面進行,反應產物填滿質點之間的氣孔,同時質點中心沒有移動和準確的給予荒坯初氣孔率,保持原先的幾何學尺寸。隨著反應產物填滿氣孔,然自抑制,而由于氣體藥劑向荒坯內部層進入條件變壞,致密過程停止。
反應燒結本質上取決于荒坯原來的氣孔率。為了取得無氣孔的材料,須要求荒坯氣孔體積要等于反應產物體積。當開始氣孔體積小于反應產物體積時,而荒坯里還留下沒有起反應的組分,反應或停止,或繼續,拉開顆粒,還伴隨荒坯體積增大。通常,這與質點之間氣孔形成結合在一起。
當起初的氣孔率大于反應產物體積時,荒坯的活化組分完全起反應,后留下沒填滿的氣孔。
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