Керамика NaCl была приготовлена холодным спеканием при комнатной температуре с использованием увлажненного порошка NaCl с 4 мас.% воды и сухим прессованием с использованием обезвоженного порошка. При низком приложенном одноосном давлении относительная плотность сухопрессованной керамики NaCl значительно ниже, чем у холодноспекаемой, при этом первая составляет 98,5‒99,3 % и значительно выше второй (94,3‒94,6 %) при высоких температурах. приложенное давление 200‒300 МПа. Одноосная пластическая деформация под давлением преобладает при уплотнении сухой прессованной керамики NaCl, а также играет роль во время холодного спекания, а также в процессе растворения-осаждения. Низкая плотность керамики NaCl холодного спекания под высоким приложенным давлением объясняется попаданием воды в керамическое тело во время холодного спекания. Кроме того, присутствие воды всегда способствует микроструктурной однородности, что обуславливает гораздо более высокое значение Qf керамики из NaCl холодного спекания. Оптимальные микроволновые диэлектрические свойства с εr = 5,55, Qf = 49 600 ГГц и τf = -173 ppm/oC получены в холодно спеченной керамике NaCl при приложенном давлении 300 МПа, что указывает на то, что она является многообещающим кандидатом в качестве микроволнового диэлектрический материал.
1 ВВЕДЕНИЕ
Холодное спекание — это совершенно новый метод спекания, с помощью которого многие неорганические материалы могут быть уплотнены при экстремально низких температурах (< 300 oC) или даже при комнатной температуре в присутствии переходной жидкой фазы и одноосного давления. 1-6 Чрезвычайно низкая температура холодного спекания дает много существенных преимуществ, таких как значительное снижение энергопотребления и стоимости, возможность уплотнения керамики, нестабильной при более высоких температурах, и легкое соединение керамики с другими материалами, такими как металл и полимер. Поэтому холодное спекание сразу после своего появления привлекло к себе большое внимание. До сих пор холодное спекание использовалось для получения многих видов материалов, таких как микроволновая диэлектрическая керамика, 1,3,4,7 сегнетоэлектрическая и пьезоэлектрическая керамика, 2,8 полупроводниковая керамика, 9 твердые электролиты, 10 термоэлектрические материалы, 11 конструкционная керамика, 6,12 керамические клеи, 13 керамические полимерные композиты 4,9,14 и др. Процесс холодного спекания в присутствии нестационарной жидкой фазы и одноосного давления можно рассматривать как комбинацию методов спекания с усилением жидкой фазы и с усилением давления, и это касается многих сложных механизмов, которые еще недостаточно изучены. 2,5 Тем не менее, процесс растворения-осаждения, активируемый жидкой фазой, рассматривается как важнейший механизм холодного спекания, поскольку он значительно ускоряет массоперенос и делает возможным уплотнение при экстремально низких температурах. 2,5 В этой статье мы сообщаем об одноосной пластической деформации под давлением как о другом возможном важном механизме уплотнения во время холодного спекания. Этот механизм подтверждается сравнением характеристик уплотнения керамики NaCl, полученной с помощью холодного спекания и сухого прессования, и сообщалось, что керамика NaCl холодного спекания является диэлектрическим материалом для микроволнового излучения. 15 Кроме того, было исследовано влияние воды на уплотнение, микроструктуру и микроволновые диэлектрические свойства керамики NaCl, полученной путем холодного спекания.
……
4 ВЫВОД
Плотную NaCl-керамику готовили холодным спеканием при комнатной температуре и сухим прессованием. Присутствие воды при холодном спекании увеличивает уплотнение керамики NaCl при низком одноосном давлении 50–100 МПа и значительно снижает конечную плотность при высоком приложенном давлении 200–300 МПа. В уплотнении сухопрессованной NaCl-керамики преобладает одноосная пластическая деформация под давлением, которая также играет роль, как и процесс растворения-осаждения при холодном спекании NaCl-керамики. Вода, захваченная в керамическом теле во время холодного спекания, является причиной более низкой плотности керамики NaCl, спеченной в холодном состоянии при высоком приложенном давлении. Присутствие воды во время холодного спекания всегда способствует микроструктурной однородности, которая отвечает за гораздо более высокое значение Qf керамики из NaCl холодного спекания. Оптимальные микроволновые диэлектрические свойства с εr = 5,55, Qf = 49 600 ГГц и τf = -173 ppm/oC получены в холодноспеченной керамике NaCl при приложенном давлении 300 МПа, что указывает на то, что она является перспективным кандидатом в качестве микроволновый диэлектрический материал. Кроме того, ожидается получение почти полного уплотнения, однородной микроструктуры и хороших свойств одновременно за счет оптимизации содержания воды при холодном спекании некоторых видов керамики, в уплотнении которых преобладают процессы растворения-осаждения и пластическая деформация.