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1、液相燒結(jié)的影響因素匯報(bào)人:任課老師:目錄一.概述二.粉末特性三.生坯密度四.添加劑五.加熱速度與冷卻速度六.燒結(jié)條件七.總結(jié)影響液相燒結(jié)的因素包括：燒結(jié)溫度和時(shí)間、顆粒的尺寸及其形狀、添加劑的均勻性及其數(shù)量、雜質(zhì)和微量添加劑、粉末內(nèi)部的孔隙、生坯密度、加熱速度與冷卻速度、燒結(jié)氣氛等。這些因素對(duì)于液相燒結(jié)的速度、最終的燒結(jié)密度和顯微組織都具有重要影響。其中，尤以燒結(jié)溫度、顆粒尺寸和添加劑的數(shù)量3個(gè)因素的影響最為突出。高的燒結(jié)溫度可以加速燒結(jié)速度，但粉末顆粒的成形性比較差；通過(guò)控制添加劑的數(shù)量可以控制液相數(shù)量，進(jìn)而影響致密化的速度、顯微
2、組織和制品的性能。因此，要實(shí)現(xiàn)最佳液相燒結(jié)，必須嚴(yán)格控制這三個(gè)因素。一.概述1.顆粒的形狀顆粒的形狀在壓坯的成形階段和在液相燒結(jié)的顆粒重新排列階段具有重要作用。壓坯成形階段顆粒不均勻顆粒間摩擦力增大生坯的密度減小燒結(jié)的密度降低。重新排列階段顆粒的形狀變化排布期間毛細(xì)管力的變化。通常，球形對(duì)毛細(xì)管力的作用比較敏感。形狀復(fù)雜導(dǎo)致顆粒重排阻力增加，故球形顆粒有利于顆粒重排。不規(guī)則形狀的顆粒粉末比使用球形的顆粒粉末所得到的燒結(jié)顯微組織的不均勻性要大得多，從而造成制品性能的降低。在液相燒結(jié)的后期階段，由于溶解-再析出作用，顆粒形狀將變化，初始
3、顆粒形狀的影響較小。二.粉末的特性1）細(xì)顆粒有利于提高燒結(jié)致密化速度，便于獲得高的最終燒結(jié)密度在顆粒重排階段：小顆粒進(jìn)行重新排列的速度比較快，由于提高毛細(xì)管力，便于固相顆粒在液相中移動(dòng)在溶解-再析出階段：小顆粒給出的致密化速度比較快，由于小顆粒在液相溶解度大于大顆粒，易于實(shí)現(xiàn)通過(guò)液相進(jìn)行遷移的緣故。2）細(xì)小晶粒的燒結(jié)組織可以提高力學(xué)性能，有利于獲得性能優(yōu)異的燒結(jié)材料2.顆粒的尺寸如右圖所示對(duì)于液相燒結(jié)會(huì)產(chǎn)生膨脹的系統(tǒng)，使用小顆粒和提高加熱速度可以使得膨脹量最小，達(dá)到最好的致密化。由于添加劑的顆粒大小控制著添加劑顆粒的原來(lái)位置所形成的
4、孔隙的大小，因此，應(yīng)該選用具有小而均勻的顆粒尺寸的添加劑。在液相燒結(jié)過(guò)程中，液相將首先進(jìn)入固體顆粒內(nèi)部的孔隙，從而減小了顆粒之間液相的數(shù)量。由于顆粒內(nèi)部孔隙的體積小于顆粒之間孔隙的體積，因此顆粒內(nèi)部孔隙中液體的毛細(xì)作用要比顆粒之間孔隙中液體的毛細(xì)作用大得多。因此，不同材料或相同材料不同狀態(tài)下，粉末孔隙的多少以及他們的分布影響材料的燒結(jié)。如右圖所示孔隙內(nèi)部是以比表面積表示，粉末內(nèi)部孔隙增加，比表面積增大。3.粉末內(nèi)部的孔隙對(duì)于燒結(jié)部件的精度控制，則希望較高的壓坯密度。高的生坯密度可以得到高的生坯強(qiáng)度和高的燒結(jié)密度。如右圖所示強(qiáng)度和密度
5、三.生坯密度在加熱時(shí)發(fā)生膨脹的系統(tǒng)中，如右圖所示，生坯密度對(duì)于燒結(jié)密度的影響右圖可以看出：燒結(jié)坯的膨脹量將隨著其生坯密度的提高而增加，但增加量不大。通過(guò)添加碳，或者使用慢的加熱速度，可以使其尺寸的長(zhǎng)大量降為最小。當(dāng)液相含量增加時(shí)，生坯密度對(duì)于燒結(jié)密度的影響將減小，如圖所示當(dāng)生坯密度（成形壓力）提高時(shí)，燒結(jié)密度也提高，但這種提高不大。四.添加劑1.添加劑的均勻性很多學(xué)者實(shí)驗(yàn)證明：持續(xù)液相燒結(jié)過(guò)程中，液相均勻有助于致密化；另外，在液相燒結(jié)期間，均勻的粉末混合料有助于實(shí)現(xiàn)快速致密化和改善制品的燒結(jié)性能；減小添加劑的顆粒尺寸，有助于改善其分
6、布狀態(tài)；因此，在壓制成形之前將粉末混合料進(jìn)行球磨。添加劑的數(shù)量是一個(gè)非常重要的參數(shù)，他對(duì)于燒結(jié)速度，制品的顯微組織和性能具有重要的影響。添加劑的數(shù)量將直接影響液相的含量。而液相的含量對(duì)于許多方面都是非常重要的。如右圖所示，表示了液相的高低決定了達(dá)到全致密，整個(gè)燒結(jié)過(guò)程都要經(jīng)過(guò)的階段在液相含量高的情況下，僅僅通過(guò)液相的生成與顆粒的重新排列階段就可以達(dá)到全致密。2.添加劑的數(shù)量微量添加劑或者雜質(zhì)對(duì)于液相燒結(jié)有有益的作用，但有一些雜質(zhì)也會(huì)造成不利影響，必須加以控制：（1）微量添加劑對(duì)于液相燒結(jié)期間基體系統(tǒng)的熱動(dòng)力學(xué)和動(dòng)力學(xué)具有舉足輕重的作
7、用。它通常用于在致密化的后期階段控制晶粒的長(zhǎng)大；也用于提高固相在液相中的溶解度，并且因此而提高致密化的速度。通常，雜質(zhì)會(huì)影響材料的濕潤(rùn)性，而對(duì)于材料濕潤(rùn)性的改善常常伴隨著粗糙度的提高。（2）有一些雜質(zhì)會(huì)降低材料的濕潤(rùn)性、導(dǎo)致晶?？焖匍L(zhǎng)大或者產(chǎn)生膨脹，從而對(duì)液相燒結(jié)不利，故必須進(jìn)行控制。3.雜質(zhì)和微量添加劑加熱期間，材料組分?jǐn)U散的均勻性影響液相的數(shù)量以及改變初始液相成分兩面角和濕潤(rùn)角的大小。因此，加熱速度對(duì)于瞬時(shí)液相系統(tǒng)具有重要影響。如右圖所示五.加熱速度與冷卻速度1.加熱速度冷卻速度決定析出相，影響顯微結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能液相經(jīng)快速冷卻后
8、，形成過(guò)飽和固溶體需進(jìn)行燒結(jié)后熱處理。對(duì)于冷切速度快慢的優(yōu)劣，應(yīng)根據(jù)具體的情況的不同進(jìn)行選擇：（1）冷卻速度過(guò)快，基體中的合金化元素越容易達(dá)到飽和，因此得到的燒結(jié)強(qiáng)度越高，但在液相的凝固溫度下，容易形成孔隙，因此，過(guò)快的冷卻速度是有害
