先進固體陶瓷材料的制備過程中，在完成了生坯的成型之后，接著便是實現(xiàn)對成型生坯的燒結。在選定了化學組成之后，材料的性能主要取決于其顯微結構，而燒結過程即使材料獲得預期顯微結構的過程。因此，燒結是材料制備的一個關鍵環(huán)節(jié)，決定著制品的最終性能，應謹慎選擇燒結方法，嚴格控制燒結過程，以期獲得具有預期性能的陶瓷制品。



       (1)陶瓷燒結概念可扼要簡述為：成型生坯在一定溫度下的致密化過程和現(xiàn)象的總稱。先進陶瓷生坯燒結后在宏觀上的主要變化是：體積收縮、致密度提高、強度增加。因此，先進陶瓷的燒結過程為：隨著溫度的上升和時間的延長，分散的固體顆粒相互牢固結合，晶粒長大，空隙（氣孔）和晶界漸趨減少，體系總體積收縮，密度增如同時機械強度顯著提高，最后成為堅硬的具有某種顯微結構的多晶燒結體。
    由上面對燒結現(xiàn)象的描述可知，要發(fā)生燒結過程必須滿足下面兩項原則。
    ①必須存在物質(zhì)的遷移。由前面的相關章節(jié)可知，成型后的陶瓷生坯都是由陶瓷顆粒聚集而成的多孑L體系，只有通過物質(zhì)的遷移，才能消除生坯中的空隙，實現(xiàn)生坯的致密化。
    ②必須存在一種能源來促進和維持物質(zhì)的遷移。最被廣泛使用的方法就是采用熱源將生坯升高到一定溫度，在該溫度下物質(zhì)的遷移變得相對容易進行，從而實現(xiàn)熱致密化。
    (2)燒結階段  在燒結過程中會發(fā)生一系列的物理化學變化，主要表現(xiàn)在陶瓷晶粒和氣孔尺寸及其形狀的變化，從而最終決定陶瓷的質(zhì)量和性能。在不同燒結時期，陶瓷品粘及氣孔尺寸和形狀有著很大的不同，為了能更好地把握和理解燒結不同時期的特點，有必要將整個燒結過程進行不同階段的區(qū)分。一般整個燒結過程包括：顆粒之間形成接觸、燒結頸長大、連通孔洞閉合、孔洞圓化、孑L洞收縮和致錯化、孔洞粗化、晶粒長大等過程，但是可以將它們分為前期、中期和后期三個階段。
    ①燒結前期  燒結前期包括顆粒之間形成接觸、燒結頸長大過程。燒結前，陶瓷粉料以具有一定形狀和機械強度的多孔坯體存在。在燒結前期，陶瓷生坯一般含有百分之幾十的氣孔，顆粒之間只有點接觸。在燒結驅(qū)動力的作用下，物質(zhì)通過不同的擴散途徑向顆粒間的頸部和氣孔部位填充，使頸部漸漸長大。
    ②燒結中期燒結中期包括了連通孔洞閉合、孔洞圓化、孔洞收縮和致密化過程。在燒結中期，所有晶粒都與最近鄰晶粒接觸，因此晶粒整體的移動已停止。只有通過晶格或晶界擴散，把晶粒間的物質(zhì)遷移至頸表面，收縮才能進行。氣孔形成于由頸部周圍柱狀通道構成的連續(xù)網(wǎng)絡，連通氣孔不斷縮小。兩個顆粒之間的晶界與相鄰晶界相遇，形成品界網(wǎng)絡。晶界移動，晶粒逐步長大。結果是氣孔縮小，致密化程度提高，直至氣孑L相互不再連通，形成孤立的圓形氣fL分布于幾個晶粒相交的位置。這時坯體的密度達到理論密度的90%以上。
    ③燒結后期燒結后期包括孔洞粗化、晶粒長大過程。在燒結后期，封閉的氣孔主要處于晶粒交界處。封閉孤立的氣孔擴散填充，使致密化繼續(xù)進行，同時晶粒繼續(xù)均勻長大，一般氣孔隨晶界一起移動，直至致密化，得到致密的陶瓷產(chǎn)品。此后．如繼續(xù)在高溫下燒結，就是單純的晶界移動、晶粒長大過程了。晶粒長大不是小品粒的互相黏結，而是品界移動的結果。形狀不同的晶界，移動的情況各不相同。彎曲的晶界總是向曲率中心移動。曲率半徑愈小，移動就愈快。在燒結后期的晶粒長大過程中，可能出現(xiàn)氣孔遷移速率顯著低于晶界遷移速率的現(xiàn)象，這時氣孔離開晶界而被包到晶粒內(nèi)，此后由于物質(zhì)擴散路程加長、擴散速率減小等因素，使氣孑L進一步縮小和排除變得幾乎不可能繼續(xù)進行。在這種情況下進一步燒結，很難使致密度有所提高，但晶粒足寸還會不斷長大，甚至會出現(xiàn)少數(shù)晶粒的不正常長大現(xiàn)象，使殘留小氣孔更多地包到大品粒的深處。
    事實上，由于整個燒結過程是一個連續(xù)的致密化過程，并且材料不同、燒結方法相異時，燒結階段的區(qū)分也不盡相同。如前所述，對整個燒結過程進行不同階段的區(qū)分，只是為了更好地把
握和理解燒結過程中的特點變化。
    (3)燒結驅(qū)動力  一般來說，純氧化物或化合物粉體，經(jīng)成型得到的生坯，顆粒間只有點接觸，強度很低，但通過燒結，雖在燒結時既無外力又無化學反應，卻能使點接觸的顆粒緊密結成堅硬而強度很高的燒結體，那么燒結的驅(qū)動力是什么呢？
        燒結的驅(qū)動力是顆粒的表面能。與塊狀物相比，粉體具有很大的比表面積，這是外界力對粉體制備過程中做功的結果。利用機械作用或化學作用來制備粉體時所消耗的機械能或化學能，部分將作為表面能而儲存在粉體中。另外在粉體的制備過程中又會引起粉粒表面及其內(nèi)部出現(xiàn)各種品格缺陷，使品格活化。由于這些原因，粉體顯然具有較高的表面白由能。與塊狀物相比，粉體處于商能量的不穩(wěn)定狀態(tài)。任何系統(tǒng)都具有向最低能量狀態(tài)發(fā)展的趨勢。因此，粉體的過剩表面能就成為燒結過程的驅(qū)動力（燒結后總表面積可降低3個數(shù)
量級以上）。燒結是一個不可逆過程，燒結后系統(tǒng)將轉變?yōu)闊崃W更為穩(wěn)定的狀態(tài)。陶瓷粉體的燒結能約為數(shù)百上千焦耳，摩爾（一般低于4180J/mol）。與化學反應過程中能量變化可達幾萬至幾}‘萬焦耳／摩爾相比，這個燒結推動力確實是很小的。因此，燒結不能門動進行，必須對粉體加溫，補充能量，才能使之轉變?yōu)闊Y體。