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)
對于有機(jī)聚合物基陶瓷坯體增強(qiáng)劑,具有足夠鏈長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)動的增加,使得包裹在一個顆粒表面的聚合物與包裹在另一個顆粒外表面的聚合物纏繞或成鏈,使兩個顆粒的結(jié)合更加緊密。因此,當(dāng)坯體形成時,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。