1、第九章第九章 烧烧 结结 概概述述烧烧结结过过程程及及机机理理再再结结晶晶和和晶晶粒粒长长大大影影响响烧烧结结的的因因素素固固相相烧烧结结 第一节第一节 概述概述 烧结过程是一门古老的工艺。现在，烧结过烧结过程是一门古老的工艺。现在，烧结过程在许多工业部门得到广泛应用，如陶瓷、耐火程在许多工业部门得到广泛应用，如陶瓷、耐火材料、粉末冶金、超高温材料等生产过程中都含材料、粉末冶金、超高温材料等生产过程中都含有烧结过程。有烧结过程。烧结的目的是把粉状材料转变为致烧结的目的是把粉状材料转变为致密体。密体。 研究物质在烧结过程中的各种物理化学变化。研究物质在烧结过程中的各种物理化学变化。对指导生产、控
2、制产品质量，研制新型材料显得对指导生产、控制产品质量，研制新型材料显得特别重要。特别重要。 一、烧结的定义一、烧结的定义 压制成型后的粉状物料在低于熔点的高压制成型后的粉状物料在低于熔点的高温作用下、通过坯体间颗粒相互粘结和温作用下、通过坯体间颗粒相互粘结和物质传递，气孔排除，体积收缩，强度物质传递，气孔排除，体积收缩，强度提高、逐渐变成具有一定的几何形状和提高、逐渐变成具有一定的几何形状和坚固整个的过程。坚固整个的过程。通常用烧结收缩、强度、容重、通常用烧结收缩、强度、容重、气孔率等物理指标来衡量物料气孔率等物理指标来衡量物料烧结质量的好坏烧结质量的好坏。 二、烧结分类二、烧结分类 按照烧结
3、时是否出现液相，可将烧结分为两类：按照烧结时是否出现液相，可将烧结分为两类： 固相烧结固相烧结液相烧结液相烧结烧结温度下基本上无液相出烧结温度下基本上无液相出现的烧结，如高纯氧化物之现的烧结，如高纯氧化物之间的烧结过程。间的烧结过程。有液相参与下的烧结，如多组有液相参与下的烧结，如多组分物系在烧结温度下常有液相分物系在烧结温度下常有液相出现。出现。近年来，在研制特种结构材料和功能材料的同时，产近年来，在研制特种结构材料和功能材料的同时，产生了一些新型烧结方法。如热压烧结，放电等离子体生了一些新型烧结方法。如热压烧结，放电等离子体烧结，微波烧结等。烧结，微波烧结等。图图1 热压炉热压炉图图2 放电等离子体烧结炉（放电等离子体烧结炉（SPS）图图3 气压烧结炉（气压烧结炉（GPS）图图4 微波烧结炉微波烧结炉三、烧结温度和熔点的关系三、烧结温度和熔点的关系 泰曼指出，纯物质的烧结温度泰曼指出，纯物质的烧结温度Ts与其溶点与其溶点Tm有有如下近似关系：如下近似关系：金属粉末金属粉末TsTs（0.30.30.40.4）TmTm无机盐类无机盐类Ts0.57TmTs0.57Tm硅酸盐类硅酸盐类TsTs（0.80.80.90.9）TmTm实验表明，物料开始烧结温度常与其质点开始明实验表明，物料开始烧结温度常与其质点开始明显迁移的温度一致。显迁移的温度一致。
