粉末燒結(jié)技術(shù)

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1、第三部粉末體燒結(jié)燒結(jié)原理燒結(jié)工藝燒結(jié)----也叫燒成，是粉末冶金工藝中最重要的工序，是指在高溫作用下，坯體發(fā)生一系列物理化學(xué)變化，由松散狀態(tài)逐漸致密化，且機(jī)械強(qiáng)度大大提高的過程。一、燒結(jié)原理物理化學(xué)變化有機(jī)物的揮發(fā)、坯體內(nèi)應(yīng)力的消除、氣孔率的減少;燒結(jié)氣氛作用下粉末顆粒表面氧化物的還原、原子的擴(kuò)散、粘性流動(dòng)和塑性流動(dòng);生成液相時(shí)，還可能發(fā)生固相的溶解與析出。燒結(jié)后期還可能出現(xiàn)二次再結(jié)晶過程和晶粒長大等；燒結(jié)的驅(qū)動(dòng)力----一般為體系的表面能和缺陷能。燒結(jié)實(shí)際上是體系表面能和缺陷能降低的過程。通常體系能量的降低靠的是高溫?zé)崮芗せ钕碌奈镔|(zhì)傳遞過程。燒結(jié)原動(dòng)力----燒結(jié)頸部與粉末顆粒其它部位之

2、間存在化學(xué)位差。燒結(jié)驅(qū)動(dòng)力表面張力造成的一種機(jī)械力，它垂直作用于燒結(jié)頸曲面上，使燒結(jié)頸向外擴(kuò)大，最終形成孔隙網(wǎng)。過?？瘴粷舛忍荻葘⒁馃Y(jié)頸表面下微小區(qū)域內(nèi)的空位向粉末顆粒內(nèi)擴(kuò)散，從而造成原子在相反方向上的遷移，使頸部得以長大。燒結(jié)時(shí)物質(zhì)遷移燒結(jié)過程的傳質(zhì)機(jī)理很復(fù)雜，目前大體上有四種說法粘塑性流動(dòng)過程擴(kuò)散過程，包括體積、表面和界面的擴(kuò)散蒸發(fā)-凝結(jié)過程溶解-沉析過程初期燒結(jié)頸形成階段：通過形核、長大等原子遷移過程，顆粒間的原始接觸點(diǎn)或面轉(zhuǎn)變成晶粒結(jié)合，形成燒結(jié)頸。中間燒結(jié)頸長大階段：原子向顆粒粘結(jié)面的大量遷移使燒結(jié)頸擴(kuò)大，顆粒間距縮小，孔隙的結(jié)構(gòu)變得光滑，形成連續(xù)的孔隙網(wǎng)絡(luò)。最終燒結(jié)階段：是

3、一個(gè)緩慢的過程，借助于體積擴(kuò)散機(jī)制將發(fā)生孔隙的孤立、球化及收縮。燒結(jié)的基本過程氧化鋁陶瓷典型的不同燒結(jié)階段顯微結(jié)構(gòu)燒結(jié)氣氛－燒結(jié)氣氛的選擇依據(jù)燒結(jié)體的材質(zhì)和氣體的經(jīng)濟(jì)性而定。壓力－加速瓷料的燒結(jié)，提高瓷件的值密度，增加燒結(jié)驅(qū)動(dòng)力。添加劑與活化燒結(jié)－采用化學(xué)或物理的措施，使燒結(jié)溫度降低，加速燒結(jié)過程，或使燒結(jié)體密度和性能得以提高的方法稱活化燒結(jié)。影響燒結(jié)的因素依靠外在條件變化活化燒結(jié)過程提高粉末本身活性二、燒結(jié)工藝燒結(jié)工藝無壓燒結(jié)加壓燒結(jié)反應(yīng)燒結(jié)微波燒結(jié)電火花等離子燒結(jié)固相燒結(jié)液相燒結(jié)熱壓燒結(jié)熱等靜壓燒結(jié)燒結(jié)-熱等靜壓無壓燒結(jié)—指在大氣壓或真空狀態(tài)下，將壓制的坯體置于燒結(jié)爐中，按一定的燒結(jié)制

4、度進(jìn)行加熱的普通燒結(jié)，是相對(duì)于加壓燒結(jié)而言的。燒結(jié)過程要經(jīng)歷三個(gè)階段：升溫階段，保溫階段和冷卻階段。液相燒結(jié)—凡有液相參加的燒結(jié).固相燒結(jié)—傳質(zhì)機(jī)理主要是蒸發(fā)-凝聚和擴(kuò)散傳質(zhì)。加壓燒結(jié)—加壓和加熱同時(shí)并用，以達(dá)到消除孔隙的目的，從而大幅度提高粉末制品的性能。常用的加壓燒結(jié)工藝有熱壓、熱等靜壓及燒結(jié)-熱等靜壓。熱壓—將粉末裝在壓模內(nèi)，在加壓的同時(shí)把粉末加熱到熔點(diǎn)以下，使之加速燒結(jié)成比較均勻致密的制品。熱等靜壓—把粉末壓坯或把裝入特制容器內(nèi)的粉末置于熱等靜壓機(jī)高壓容器內(nèi)，使其燒結(jié)成致密的材料或零件的過程。燒結(jié)-熱等靜壓—把壓坯放入燒結(jié)-熱等靜壓設(shè)備的高壓容器內(nèi)，先進(jìn)行脫蠟、燒結(jié)，再充入高壓氣體

5、進(jìn)行熱等靜壓。反應(yīng)燒結(jié)—先將原材料（如制備Si3N4時(shí)使用Si粉）粉末以適當(dāng)方式成形后，在一定氣氛中（如氮?dú)猓┘訜岚l(fā)生原位反應(yīng)合成所需的材料并同時(shí)發(fā)生燒結(jié)。微波燒結(jié)—材料內(nèi)部整體地吸收微波能并被加熱，使得在微波場(chǎng)中試樣內(nèi)部的熱梯度和熱流方向與常規(guī)燒結(jié)的試樣相反。電火花等離子燒結(jié)—也叫等離子活化燒結(jié)或電火花等離子燒結(jié)，是利用粉末間火花放電多產(chǎn)生的等離子活化顆粒，同時(shí)在外力作用下進(jìn)行的一種特殊燒結(jié)方法。真空熱壓燒結(jié)爐圖微波燒結(jié)爐圖微波生物陶瓷燒結(jié)爐圖熱等靜壓燒結(jié)爐圖放電等離子燒結(jié)爐圖