第五章 烧结 定义：把压坯加热到基本组元熔点以下温度(0.7~0.8T熔)， 并在此温度下保温，使粉末颗粒相互结合起来改善性 能的工艺方法。 单元系烧结 多元系固相烧结 按烧结系统 分类 多元系液相烧结 熔浸
第五章 烧结 按烧结系统 分类 单元系烧结 多元系固相烧结 多元系液相烧结 熔浸 定义：把压坯加热到基本组元熔点以下温度（0.7 ~ 0.8T熔）， 并在此温度下保温，使粉末颗粒相互结合起来改善性 能的工艺方法
热压 热等静压 热挤压 特种烧结 粉末热锻 放电等离子烧结 微波烧结 分类 激光烧结 普通烧结 (包括开始阶段、中间阶段、最终阶段)
烧结 工艺 分类 特种烧结 热等静压 普通烧结 （包括开始阶段、中间阶段、最终阶段） 粉末热锻 热挤压 微波烧结 热压 放电等离子烧结 激光烧结
1.两个基本问题 烧结为什么会发生？（热力学问题 Neck formation by diffusion 系统内能的变化→ △Z=AH-TAS 颗粒的界面转变为晶界面，由于晶界能更低，故总的能量仍是降低的 Distance between particle centers 烧结怎样进行？（动力学问题） decreased,particles bonded 2.烧结原动力计算式 a.库钦斯基简化烧结模型 (烧结颈应力作用模型) =-义，(y为表面张力，p为烧结颈曲率半径) b.晶体缺陷理论（过剩空位浓度梯度理论） △Cr/p=-Cy.2/kTp2,(C为无应力区域空位浓度，2为一个原子体积 c.物质蒸发理论（饱和蒸气压差理论） va●a △P=P-y.2/kTp2,(P为平面饱和蒸气压 atom
1. 两个基本问题 烧结为什么会发生？(热力学问题) 烧结怎样进行？(动力学问题) 2. 烧结原动力计算式 a. 库钦斯基简化烧结模型（烧结颈应力作用模型） b. 晶体缺陷理论(过剩空位浓度梯度理论) c. 物质蒸发理论（饱和蒸气压差理论） ，（ 为表面张力， 为烧结颈曲率半径） / . . / ,( ) CV CV 0 kT 2 CV 0为无应力区域空位浓度 ，为一个原子体积 . . / ,( ) 0 2 P P0 kT P为平面饱和蒸气压 atom vacancy Cv Cv 0
3.烧结中的物质迁移机构 a.粘性流动机构 X2/R=Bt,B=3y/2n,7为粘性系数 应用：非晶材料烧结，该机构起作用。（物质假设为粘性流体=mdε/dt) b.蒸发-凝聚机构 X3/R=Bt,B=(3Py/d2).(π/2)2.(M/kT)2,M为相对分子量 d为粉末理论密度 应用：高蒸气压物质，活化烧结，烧结后期孔隙球化， 该机构起作用。 c.体积扩散机构 X5/R2=Bt,B=80Dry2/kT,D,为体积扩散系数 应用：烧结后期高温，该机构起作用。 (把空位浓度表达式代入菲克第一定律：dndt=D,dc/) dW/d=AD,'n·(/p) d.表面扩散机构 X7/R3=Bt,B=56D,y243/kT,D,为表面扩散系数 应用：低温、细粉烧结，该机构起作用。 e.晶界扩散机构 X6/R2=Bt,B=206D2/kT,两球模型，6为晶界宽度 应用：近晶界孔隙消失，该机构起作用。 c.塑性流动机构 X9/R4:5=Bt,B=9πybD,/kT,b为柏氏矢量 应用：金属粉烧结早期，加压烧结，该机构起作用。 (物质假设为塑性体，又称宾汉体=n.de/dt+t。)
3. 烧结中的物质迁移机构 a. 粘性流动机构 b. 蒸发 – 凝聚机构 c. 体积扩散机构 d. 表面扩散机构 e. 晶界扩散机构 c. 塑性流动机构 X 2 / R Bt , B 3 / 2 , 为粘性系数 为粉末理论密度 为相对分子量 d X / R Bt, B (3P / d ).( / 2) .(M / kT ) , M , 3 2 1/ 2 3/ 2 X 5 / R 2 Bt , B 80 D V / kT , D V 为体积扩散系数 X 7 / R 3 Bt ， B 56 D s 4 / 3 / kT , D s为表面扩散系数 X 6 / R 2 Bt，B 20DB / kT ,两球模型， 为晶界宽度 X 9 / R 4 .5 Bt ， B 9 bD V / kT , b为柏氏矢量 应用：非晶材料烧结，该机构起作用。(物质假设为粘性流体 =.d dt ) 应用：金属粉烧结早期，加压烧结，该机构起作用。 （物质假设为塑性体，又称宾汉体 =.d dt+ c ） 应用：近晶界孔隙消失，该机构起作用。 应用：低温、细粉烧结，该机构起作用。 应用：烧结后期高温，该机构起作用。 应用：高蒸气压物质，活化烧结，烧结后期孔隙球化，该机构起作用。 （把空位浓度表达式代入菲克第一定律： dn/dt=Dv .dc/dx)
烧结颈表面 晶界 (空位源) (空位阱) 颗粒表面 晶粒内和 位错攀移 (空位阱) (空位源或阱) 图5-10烧结时空位扩散途径 一体积扩散：一一一晶界扩散：一。一。一表面扩散