超固相线液相烧结技术

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1、目录1•超固相线液相烧结的含义21.1超固相线液相烧结的定义21.2超固相线液相烧结所使用的原料21.3超固相线液相烧结的烧结过程21.4超固相线液相烧结的特点32.超固相线液相致密化烧结规律和模型42.1超固相线液相烧结致密化规律42.2超固相线液相烧结的粘性流动模型53.超固相线液相烧结的影响因素63.1颗粒尺寸和形状63.2烧结温度73.3粉末内部的孔隙83.4生坯密度93.5粉末表面的化学特征及添加剂103.5.1粉末表面的化学特征的影响103.5.2添加剂的影响103.6加热速度与冷却速度1

2、13.7烧结时间113.8烧结气氛114.固相线液相烧结处理后的材料性能125•超固相线液相烧结的应用135」超固相线液相烧结在铁基材料中的应用135.2超固相线液相烧结在鎳基高温合金的应用136.超固相线液相烧结的发展与现状146.1超固相线液相烧结在的发展历程及国内发展状况146.2超固相线液相烧结未来发展趋势14参考文献15超固相线液相烧结技术摘要：本文系统地介绍了超固相线液相烧结的含义、特点，致密化烧结机理及模型，对比分析了超同相线液相烧结后力学性能的改善，并结合相关文献资料对影响超固相线液相

3、烧结的因素进行了分析、总结。此外，本文简述了超固相线液相烧结的历史发展进程，勾勒了国内研究发展状况，并大胆提出了今后超固相线液相烧结的发展方向。关键词：粉末冶金超固相线烧液相烧结预合金1•超固相线液相烧结的含义1」超固相线液相烧结的定义超固相线液相烧结属于液相烧结的范畴(液相烧结方式分类具体如图1所示)，但它又不同丁•传统混合粉的液相烧结。超同相线液相烧结的英文翻译为Super-solidusLiquidPhaseSintering,简称为SLPS,是将完全预合金化的粉末加热到成分合金相图的固相线与液

4、相线之间的某一温度，使每个预合金粉末的晶粒内、晶界处及颗粒表面形成液相，从而使烧结体迅速达到致密化。图1粉末冶金液相烧结分类图1.2超固相线液相烧结所使用的原料传统粉末冶金所使用的原料为普通的合金粉末，属于普通混合粉末。而超固相线液相烧结所使用的原料为预合金粉末。预合金粉末比之于混合粉末有下列特点：(1)胎体屮各金属元素分布非常均匀，有利于消除单个金属元素的偏析与聚集；(2)混料工艺简单，烧结温度低，有利于金刚石性能的发挥，减少石墨模具损耗，降低电耗，冇利于降低成本。1.3超固相线液相烧结的烧结过程超

5、固相线液相烧结的过程可以为三个界线不十分明显的阶段(过程如图2)所示:1•超固相线液相烧结的含义1」超固相线液相烧结的定义超固相线液相烧结属于液相烧结的范畴(液相烧结方式分类具体如图1所示)，但它又不同丁•传统混合粉的液相烧结。超同相线液相烧结的英文翻译为Super-solidusLiquidPhaseSintering,简称为SLPS,是将完全预合金化的粉末加热到成分合金相图的固相线与液相线之间的某一温度，使每个预合金粉末的晶粒内、晶界处及颗粒表面形成液相，从而使烧结体迅速达到致密化。图1粉末冶金液

6、相烧结分类图1.2超固相线液相烧结所使用的原料传统粉末冶金所使用的原料为普通的合金粉末，属于普通混合粉末。而超固相线液相烧结所使用的原料为预合金粉末。预合金粉末比之于混合粉末有下列特点：(1)胎体屮各金属元素分布非常均匀，有利于消除单个金属元素的偏析与聚集；(2)混料工艺简单，烧结温度低，有利于金刚石性能的发挥，减少石墨模具损耗，降低电耗，冇利于降低成本。1.3超固相线液相烧结的烧结过程超固相线液相烧结的过程可以为三个界线不十分明显的阶段(过程如图2)所示:(1)液相流动与颗粒重排阶段——超固相烧结时

7、，会产生液相，颗粒在液相内近似悬浮状态，受液相表面张力的推动发生位移。颗粒间孔隙小液相所形成的毛细管力以及液相本身的粘性流动，使颗粒调整位置、重新分布以达到最紧密的排布，在这阶段，烧结体密度迅速增大；(2)固相溶解和再析出阶段——固相颗粒表面的原了逐渐溶解丁•液相，溶解度随温度和颗粒的形状、大小而变。液相对于小颗粒冇较人的饱和溶解度，小颗粒先溶解，颗粒表面的棱角和凸起部位也优先溶解。相反，大颗粒的饱和溶解度较低，使液相中一部分过饱和的原子在大颗粒表面沉析岀来，使大颗粒趋于长大。这就是固相溶解和再析出，

8、即通过液相的物质迁移过程，与第一阶段相比，致密化速度减慢。(3)固相烧结阶段——经过前面两个阶段，颗粒Z间靠拢，在颗粒接触表面同时产生固相烧结，使颗粒彼此粘合，形成坚固的固相骨架。这时，剩余液相充填于骨架的间隙。这阶段以固相烧结为主，致密化已显著减慢。从图屮可以看出超固相线液相烧结沿着预合金粉末的晶界生成液相并导致致密化。图2超固相线烧结过程图示1.4超固相线液相烧结的特点(1)在烧结过程屮，固相和液相的体积分数及成份是基本恒定的；(2)由于粉末颗粒木身