6.2.2烧结时的物质传递 。扩散途径:表面扩散(表面)、晶格扩散 (表面)、蒸发凝聚(表面)、晶界扩散 (晶界)、晶格扩散(晶界)、晶格扩散 (位错) 。实现烧结颈处物质的迁移
6.2.2 烧结时的物质传递 ❖ 扩散途径:表面扩散(表面)、晶格扩散 (表面) 、蒸发凝聚(表面) 、晶界扩散 (晶界)、晶格扩散(晶界)、晶格扩散 (位错) ❖ 实现烧结颈处物质的迁移
1.蒸发凝聚 三、蒸发-凝聚气相迁移动力一蒸汽压差 (driving force for mass transportation by evaporation-condensation) 三类体系: 蒸气压较高:Mn,Zn,Cd,Cd0等 高温:接近烧结材料的熔点 化学活化:添加氯离子的烧结 纳米粉末的烧结
1.蒸发凝聚
n卫=M+马 Po dRT px 冬 式中,p位颗粒表面蒸气压,p为颗粒间颈部蒸气 压,Y为表面能,M为蒸气相的相对分子量,d为材 料的密度,R为气体常数,T为热力学温度 ·p一凸曲面曲率为正,凹曲面曲率为负(颈部)
❖ 式中,p1位颗粒表面蒸气压, p0为颗粒间颈部蒸气 压,γ为表面能,M为蒸气相的相对分子量,d为材 料的密度,R为气体常数,T为热力学温度 ❖ ρ-凸曲面曲率为正,凹曲面曲率为负(颈部)) 1 1 ln ( 0 1 dRT x M p p = +
2.扩散 。表面、晶界的扩散速度要远远高于体扩散或点阵扩 散的速度。 ”烧结速度(致密化速度)与时间的关系: dp C exp[-/(RT)] dt 其中,p为密度,a为颗粒尺寸,c和n均为常数。当颗粒为 规则的圆形时n=3。R为气体常数,Q为烧结激活能,通常 以晶界扩散激活能来代替。 原材料的颗粒越细,表面积越大(因而驱动力越大),扩散距 离越小,烧结速度越快。在其他条件都相同的情况下,达到一 定致密度的烧结时间与颗粒尺寸的三次方成正比,若颗粒尺寸 增加2倍,烧结时间就增长8倍
2.扩散 ❖ 表面、晶界的扩散速度要远远高于体扩散或点阵扩 散的速度。 ❖ 烧结速度(致密化速度)与时间的关系: exp[ Q /(RT )] a C dt d n = − 其中,ρ为密度,a为颗粒尺寸,C和n均为常数。当颗粒为 规则的圆形时n=3。R为气体常数,Q为烧结激活能,通常 以晶界扩散激活能来代替。 原材料的颗粒越细,表面积越大(因而驱动力越大),扩散距 离越小,烧结速度越快。在其他条件都相同的情况下,达到一 定致密度的烧结时间与颗粒尺寸的三次方成正比,若颗粒尺寸 增加2倍,烧结时间就增长8倍