解决方案需从工艺、材料和物理隔离三方面系统性地入手。
1. 优化烧结工艺曲线
适当降低峰值温度:在保证产品烧结性能的前提下,尝试将烧结温度降低5-10°C,这是较直接有效的方法。
缩短高温保温时间:减少产品在高温下的停留时间,能显著降低其与承烧板发生反应和软化的程度。
调整升降温速率:在关键温度区间(如产品开始收缩或软化的温度点)采用更平缓的升降温曲线,减少因热应力导致的意外变形和粘连。
2. 使用高温隔离涂层
这是较常用且立竿见影的物理隔离方法。
涂层材料:在承烧板上均匀喷涂或刷涂一层高纯度氧化铝粉、氧化锆粉或煅烧氧化镁粉。这些材料熔点高,化学性质稳定,能有效阻隔产品与承烧板直接接触。
操作要点:涂层必须薄而均匀,过厚会影响产品受热和尺寸精度;每次烧结前需清理旧涂层并重新喷涂,以保证隔离效果。
3. 改进承烧板系统
材质选择:选用表面更光滑、致密度更高的承烧板,如高纯氧化铝板、反应烧结碳化硅板或氮化硅结合碳化硅板。光滑表面减少了产品与板的接触面积,高致密度防止了产品成分向板材内部渗透。
热膨胀系数匹配:选择热膨胀系数与产品相近的承烧板材料。这能确保在升降温过程中,产品与承烧板的收缩率一致,避免因应力差导致产品被“咬住”而撕裂。
垫片与支架:对于特定结构的产品,可使用同材质的耐火垫片或支架,将产品“架起来”烧结,使其底部悬空,从根本上避免平面接触。
4. 加强过程管理
清洁承烧板:每次使用前务必彻底清洁承烧板,确保无上次烧结残留的粉尘或污染物。
控制装坯量:避免产品放置过密,保证炉内气流畅通和温度均匀,防止局部过热。