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粉體材料燒結(jié)研究

時間:2022-11-14 10:01:42 點擊:444

近幾十年來,在粉末燒結(jié)過程中,開發(fā)出了許多性能優(yōu)良的新型材料。新工藝的種類繁多,設(shè)備結(jié)構(gòu)和操作過程也不盡相同。但各種燒結(jié)工藝無非是尋求更大的驅(qū)動力。其作用是促進材料在高溫或晶粒取向下的轉(zhuǎn)移、致密化等過程。驅(qū)動力激活能主要包括表面自由能、化學(xué)勢的降低、相變和化學(xué)反應(yīng)性的應(yīng)用、以及外力、電場、磁場、超聲能量的應(yīng)用。最廣泛的應(yīng)用是推廣外部機械——燒結(jié)窯設(shè)備。
 
   燒結(jié)是高溫下粉末或坯體的致密化過程和現(xiàn)象的總稱。具體而言,隨著溫度和時間的增加,固體顆粒相互結(jié)合,晶粒長大,空隙(孔隙)和晶界逐漸減小,通過材料的轉(zhuǎn)移,其整體體積收縮、密度增大,最終成為具有剛性的多晶燒結(jié)體。只有一定的微觀結(jié)構(gòu),這種現(xiàn)象才叫做燒結(jié)。
 
固態(tài)燒結(jié)(SSS)是在一定氣氛的保護下,在不超過其熔點的設(shè)定溫度下,將具有一定形狀的松散粉末或致密粉末保持一段時間的過程。設(shè)定溫度是燒結(jié)溫度,使用的氣氛稱為燒結(jié)氣氛,使用的保溫時間稱為燒結(jié)時間。
 
  燒結(jié)過程可分為兩類:無壓燒結(jié)(無外壓燒結(jié))和加壓燒結(jié)(有外壓燒結(jié))。同時對松散粉末或粉末壓坯施加高壓和外壓,稱為壓力燒結(jié)。
 
  熱壓燒結(jié)(HPS)是指在一定的外力(根據(jù)模具材料的強度,一般壓力為10~40MPa)下,使材料加速流動、重排和致密化的燒結(jié)過程。熱壓燒結(jié)溫度比常壓燒結(jié)溫度低100~150℃,但熱壓燒結(jié)的驅(qū)動力比常壓燒結(jié)的驅(qū)動力大20~100倍。
 
 粉末燒結(jié)設(shè)備的結(jié)構(gòu)按加熱加壓方式、氣氛等因素進行劃分。在粉末燒結(jié)過程中,通常采用電加熱。最常見的方法是:將粉體材料經(jīng)過喂料機導(dǎo)入燒結(jié)窯的筒體直接回轉(zhuǎn)加熱;在電爐中加熱模具;對導(dǎo)電模具進行直接感應(yīng)加熱;對非導(dǎo)電模具在導(dǎo)電管內(nèi)進行感應(yīng)加熱。
 
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