城池工业炉

粉末冶金烧结理论
theory of powder metallurgical sintering
fenmo yeiin Shaoiie IIlun 粉末冶金烧结理论(theory of powaer me- tallurgieal sintering)有关烧结驱动力、烧结过 程中物质迁移的方式和烧结致密化动力学的理论。 烧结可分为固相烧结和液相烧结两类。在固相烧 结中，主要的烧结机理有粘性流动、蒸发凝聚、表面扩 散、体积扩散、晶界扩散等几种。(1)粘性流动。烧结 早期粉末颗粒间的粘结 可视为在表面张力的作/尸~\ 用下，颗粒发生类似粘l、 性液体的流动。烧结的、。剧l 两球模型如图所示，其、试l/ 烧结颈半径x和烧结时厂}一、\ 间t满足关系式:扩OCt。l卜刊、 (2)蒸发一凝聚。粉末颖、， 粒球表面处的蒸气压高\/ 于烧结颈凹面的蒸气 压，蒸气可在球表面产烧结的两球几何模型 生，重新在烧结颈上凝 聚，使烧结颈长大。此机构的特征方程为:扩cct。此 机构对某些蒸气压在烧结温度下较高的物质有一定作 用。(3)体积扩散。烧结颈处空位浓度高于颗粒的其他 部位，空位将通过颗粒内部向球表面扩散，原子向烧结 颈方向扩散，使烧结颈长大。此机理的特征方程为:扩 o=t。(4)表面扩散:。物质通过表面扩散向烧结颈迁移， 特征方程为:了cct。(5)晶界扩散。原子能通过晶界 向烧结颈扩散。晶界扩散系数较体积扩散系数大得多， 因此晶界对烧结有重要意义。此机构的特征方程为: x6cct。 实际的烧结过程非常复杂，往往同时包括上述多 个机理。在较低温度时，表面扩散有较大作用;在较高 温度时，特别是烧结后期，即形成闭孔后，体积扩散和 晶界扩散对致密化起主要作用。表面扩散和蒸发一凝 聚过程只使闭孔球化。根据这些情况，已有学者提出了 多种烧结机理综合作用的烧结理论。 在液相烧至靛丈程中，烧结机理有以下3种。(1)颗 粒重排。液相的毛细管吸力使颗粒重新排列，以尽可能 密堆，密度迅速增加。此机理发生在液相大量产生的烧 结初期。(2)溶解一析出机理。固体顺粒中曲率大的部 位在液相中的溶解度大，溶质通过液相向低浓度部位， 即曲率小的部位迁移，并析出。(3)骨架形成，固相烧 结机构。当固体颗粒彼此接触后，烧结主要以固态扩散 的方式进行。前两种机理的特征方程分别为:(1)△V/ V。~3天r一It‘+之;(2)△v/V。=sK，r一‘tl/3。式中△V/V。 为体积收缩率;r为原始颗粒半径;t为烧结时间。