在沒有陶瓷基體增強(qiáng)劑的情況下,陶瓷基體顆粒間的結(jié)合依賴。添加高性價(jià)比的陶瓷基體增強(qiáng)劑后,陶瓷基體顆粒間的結(jié)合機(jī)理取決于增強(qiáng)劑的分子結(jié)構(gòu)。陶瓷坯體的強(qiáng)化機(jī)理可概括為有機(jī)高分子鏈強(qiáng)化、氫鍵強(qiáng)化、粘結(jié)強(qiáng)化、靜電強(qiáng)化和纖維增韌。下面詳細(xì)介紹了陶瓷坯體增強(qiáng)劑的四種強(qiáng)化機(jī)理。
1、有機(jī)聚合物鏈增強(qiáng)
對(duì)于有機(jī)聚合物基陶瓷坯體增強(qiáng)劑,具有足夠鏈長(zhǎng)的聚合物可以在陶瓷顆粒之間架橋,產(chǎn)生交聯(lián),形成不規(guī)則的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),形成團(tuán)聚。單鍵的內(nèi)旋使聚合物鏈更具彈性和柔韌性,從而提高生坯的強(qiáng)度。
2、氫鍵增強(qiáng)
在坯體階段,陶瓷顆粒之間仍有少量的水,因此顆粒之間存在毛細(xì)力。除了上述范德華力和毛細(xì)力外,顆粒表面被高分子材料包裹,顆粒間的氫鍵由高分子材料產(chǎn)生,提高了陶瓷體的強(qiáng)度。
3、附著力增強(qiáng)
增強(qiáng)分子在陶瓷體中熱運(yùn)動(dòng)的增加,使得包裹在一個(gè)顆粒表面的聚合物與包裹在另一個(gè)顆粒外表面的聚合物纏繞或成鏈,使兩個(gè)顆粒的結(jié)合更加緊密。因此,當(dāng)坯體形成時(shí),不僅有外界壓力作用在漿料上,形成顆粒間的機(jī)械結(jié)合,還有聚合物在漿料內(nèi)部的粘結(jié)作用,形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),最終提高了處理后坯體的強(qiáng)度。
4、靜電力增強(qiáng)
陶瓷體增強(qiáng)劑中的粘土顆粒常形成片狀結(jié)構(gòu)。從晶體學(xué)和硅酸鹽理論的觀點(diǎn)來看,板的表面經(jīng)常帶負(fù)電,而周圍的邊緣經(jīng)常帶正電。由于板材的厚度很薄,磨削的粒度往往是板材表面積的縮小,而邊緣變化不大。粒子是多角度的,負(fù)電荷效應(yīng)減弱,相對(duì)停止電荷效應(yīng)增強(qiáng)。
總之,陶瓷坯體增強(qiáng)劑的四種主要強(qiáng)化機(jī)理是有機(jī)高分子鏈強(qiáng)化、氫鍵強(qiáng)化、粘結(jié)強(qiáng)化和靜電力強(qiáng)化。然而,由于邊緣與邊緣之間幾乎沒有連接,因此帶負(fù)電荷的邊緣與帶正電荷的邊緣由于靜電吸引而相互聚集。隨著壓力的增大,坯體具有一定的強(qiáng)度。