本文分別采用一次燒成與二次燒成兩種燒成方式，利用現有的氧化鈹造粒料，制作標準的測試件在不同的燒成溫度下燒結成瓷。對不同燒結方式、燒結溫度的陶瓷產品的熱導率(25，100℃)、體積密度、平均晶粒度進行檢測，研究不同燒結制度對氧化鈹陶瓷熱導率、體積密度、平均晶粒度的影響。

　　燒結是電子陶瓷及其它陶瓷類產品的一個關鍵工藝，是指事先成型好的坯體，在高溫作用下，經過一段時間變成瓷件的整個過程，燒結溫度通常為原料熔點的1/2～3/4倍，高溫持續時間1～2h或者更長，燒成的瓷件通常是機械強度高，脆而致密的多晶體。在整個燒結過程中可能出現大量液相(早期粘土類陶瓷)，也可能沒有或者只有極少的液相，氧化鈹陶瓷等特種電子陶瓷的燒結就屬于后一種情況。

　　無論是一次燒成還是二次燒成(多次燒成)都是希望通過燒結過程改變物質的內部顯微結構，使得陶瓷材料達到期望的某種性能，或者某種性能有所提高。而陶瓷燒結的整個過程是一個非常復雜的物理、化學變化過程，影響因數也非常的多，因此陶瓷燒結的核心問題是燒成制度的確定。從工藝角度出發擬定燒結制度主要考慮的因素如圖1所示。

　　眾所周知，現代電子陶瓷的燒成窯爐設備比較昂貴，耗能較大，針對具體的陶瓷生產，還與相應的窯爐結構、加熱類型、裝窯方式等硬件設施相匹配，做到能以最經濟的方式燒出高質量的陶瓷產品，兼顧質量與經濟指標，二次(或者多次)燒結除非陶瓷工藝必須要求或者對陶瓷產品的性能有足夠大的改進，否則從經濟運行角度分析，是不可取的。

圖1　燒結制度主要考慮的因素

　　在氧化鈹陶瓷實際生產過程中，根據原材料的不同、添加劑的不同、成型方式不同來選擇燒結工藝，對于揮發物質較多的料種選擇二次燒成制度，即一次低溫排膠，一次熟燒，也可以直接一次性排膠熟燒。工藝過程中需要通過再次高溫燒結，清除有機物或者表面臟物的(高溫燒臟)、透液實驗吸紅需要返燒的、復平燒結都可以看做是二次燒結。燒結條件變化及二次燒結對氧化鈹性能有何影響，特別對氧化鈹熱導率、體積密度、平均晶粒尺寸這幾個氧化鈹關鍵指標的影響正是本文研究的內容。

1、實驗方法

　　1.1、實驗材料

　　本實驗采用的氧化鈹原材料為湖南水口山生產的高純氧化鈹粉料。添加助燒劑后進行攪拌球磨，再進行噴霧造粒料。

　　1.2、實驗設備

　　備料過程：球磨機、噴霧造粒機;成型過程：63T液壓機、冷等靜壓機、高頻熱合機;燒成及2次燒成設備：1# 推板隧道窯、2# 推板隧道窯、3# 推板隧道窯;研磨設備：外圓磨床、平面磨床;檢測設備：熱導率測試儀、天平(可直接測定密度)、掃描電鏡。

　　1.3、實驗過程

　　將氧化鈹原材料通過噴霧造粒，制備成可直接成型的造粒料，用63T液壓機壓制毛坯，經過熱合機包袋，等靜壓后分別送到3個不同的窯爐進行一次燒成，燒成后經過研磨制成Φ12.7mm×3mm的標準測試件，對氧化鈹陶瓷的25，100℃情況下的熱導率、平均晶粒尺寸、體積密度進行測量，再將測試件放回第一次燒成的窯爐進行2次燒結，燒結后再次測試相關性能，具體實驗過程如圖2所示。

圖2 測試相關性能的實驗過程

　　正如上文所述，燒成最重要的影響因數就是升溫過程、高溫燒結過程、降溫保溫過程及氣氛。反應到具體的窯爐設備上就是窯爐的升溫曲線，因為使用的都是推板隧道窯，窯爐內溫區固定，氧化鈹坯體按照一定的速度勻速進入窯爐，在特定溫區的時間與溫區的長度成正比關系，無特殊燒結保護氣氛。以下是實驗所用的推板隧道窯，具體溫區分布及設備相關參數表1-表3所示。

表1 1# 窯爐各溫區溫度分布

3、結論

　　(1)氧化鈹陶瓷燒成制度的確定，最主要的控制目標就是對窯爐的升溫曲線，保溫時間及燒成氣氛的控制進而影響陶瓷平均晶粒度，通過控制陶瓷內部的顯微結構來影響陶瓷的熱導率、機械強度、致密性等性能。在滿足質量的情況下再考慮經濟運行成本。

　　(2)過高的燒結溫度，過短的燒結時間會使得氧化鈹陶瓷的2次晶粒長大更加明顯，雖然對氧化鈹的熱導率有一定增強作用，但是會影響機械強度、致密性的一致性。

　　(3)二次燒結也會導致氧化鈹陶瓷晶粒的過度長大，對氧化鈹陶瓷的綜合性能有負面影響。在實際生產中，對于需要2次燒結的氧化鈹產品如高溫燒臟、部分未燒結致密透液實驗吸紅的產品等，其窯爐的最高燒結溫度最好不要高于第一次時的最高燒結溫度。陶瓷產品通過2次或者多次燒結的方法提高某些陶瓷產品的某一性能是比較常見的，但是對于氧化鈹而言，需要綜合考慮對性能的影響及經濟性，且燒結次數的增加(二次以上)并不會使氧化鈹陶瓷的熱導率增加太多。