液相烧结影响因素.ppt

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1、液相烧结的影响因素汇报人:任课老师:目录一.概述二.粉末特性三.生坯密度四.添加剂五.加热速度与冷却速度六.烧结条件七.总结影响液相烧结的因素包括：烧结温度和时间、颗粒的尺寸及其形状、添加剂的均匀性及其数量、杂质和微量添加剂、粉末内部的孔隙、生坯密度、加热速度与冷却速度、烧结气氛等。这些因素对于液相烧结的速度、最终的烧结密度和显微组织都具有重要影响。其中，尤以烧结温度、颗粒尺寸和添加剂的数量3个因素的影响最为突出。高的烧结温度可以加速烧结速度，但粉末颗粒的成形性比较差；通过控制添加剂的数量可以控制液相数量，进而影响致密化的速度、显微

2、组织和制品的性能。因此，要实现最佳液相烧结，必须严格控制这三个因素。一.概述1.颗粒的形状颗粒的形状在压坯的成形阶段和在液相烧结的颗粒重新排列阶段具有重要作用。压坯成形阶段颗粒不均匀颗粒间摩擦力增大生坯的密度减小烧结的密度降低。重新排列阶段颗粒的形状变化排布期间毛细管力的变化。通常，球形对毛细管力的作用比较敏感。形状复杂导致颗粒重排阻力增加，故球形颗粒有利于颗粒重排。不规则形状的颗粒粉末比使用球形的颗粒粉末所得到的烧结显微组织的不均匀性要大得多，从而造成制品性能的降低。在液相烧结的后期阶段，由于溶解-再析出作用，颗粒形状将变化，初始

3、颗粒形状的影响较小。二.粉末的特性1）细颗粒有利于提高烧结致密化速度，便于获得高的最终烧结密度在颗粒重排阶段：小颗粒进行重新排列的速度比较快，由于提高毛细管力，便于固相颗粒在液相中移动在溶解-再析出阶段：小颗粒给出的致密化速度比较快，由于小颗粒在液相溶解度大于大颗粒，易于实现通过液相进行迁移的缘故。2）细小晶粒的烧结组织可以提高力学性能，有利于获得性能优异的烧结材料2.颗粒的尺寸如右图所示对于液相烧结会产生膨胀的系统，使用小颗粒和提高加热速度可以使得膨胀量最小，达到最好的致密化。由于添加剂的颗粒大小控制着添加剂颗粒的原来位置所形成的

4、孔隙的大小，因此，应该选用具有小而均匀的颗粒尺寸的添加剂。在液相烧结过程中，液相将首先进入固体颗粒内部的孔隙，从而减小了颗粒之间液相的数量。由于颗粒内部孔隙的体积小于颗粒之间孔隙的体积，因此颗粒内部孔隙中液体的毛细作用要比颗粒之间孔隙中液体的毛细作用大得多。因此，不同材料或相同材料不同状态下，粉末孔隙的多少以及他们的分布影响材料的烧结。如右图所示孔隙内部是以比表面积表示，粉末内部孔隙增加，比表面积增大。3.粉末内部的孔隙对于烧结部件的精度控制，则希望较高的压坯密度。高的生坯密度可以得到高的生坯强度和高的烧结密度。如右图所示强度和密度

5、三.生坯密度在加热时发生膨胀的系统中，如右图所示，生坯密度对于烧结密度的影响右图可以看出：烧结坯的膨胀量将随着其生坯密度的提高而增加，但增加量不大。通过添加碳，或者使用慢的加热速度，可以使其尺寸的长大量降为最小。当液相含量增加时，生坯密度对于烧结密度的影响将减小，如图所示当生坯密度（成形压力）提高时，烧结密度也提高，但这种提高不大。四.添加剂1.添加剂的均匀性很多学者实验证明：持续液相烧结过程中，液相均匀有助于致密化；另外，在液相烧结期间，均匀的粉末混合料有助于实现快速致密化和改善制品的烧结性能；减小添加剂的颗粒尺寸，有助于改善其分

6、布状态；因此，在压制成形之前将粉末混合料进行球磨。添加剂的数量是一个非常重要的参数，他对于烧结速度，制品的显微组织和性能具有重要的影响。添加剂的数量将直接影响液相的含量。而液相的含量对于许多方面都是非常重要的。如右图所示，表示了液相的高低决定了达到全致密，整个烧结过程都要经过的阶段在液相含量高的情况下，仅仅通过液相的生成与颗粒的重新排列阶段就可以达到全致密。2.添加剂的数量微量添加剂或者杂质对于液相烧结有有益的作用，但有一些杂质也会造成不利影响，必须加以控制：（1）微量添加剂对于液相烧结期间基体系统的热动力学和动力学具有举足轻重的作

7、用。它通常用于在致密化的后期阶段控制晶粒的长大；也用于提高固相在液相中的溶解度，并且因此而提高致密化的速度。通常，杂质会影响材料的湿润性，而对于材料湿润性的改善常常伴随着粗糙度的提高。（2）有一些杂质会降低材料的湿润性、导致晶粒快速长大或者产生膨胀，从而对液相烧结不利，故必须进行控制。3.杂质和微量添加剂加热期间，材料组分扩散的均匀性影响液相的数量以及改变初始液相成分两面角和湿润角的大小。因此，加热速度对于瞬时液相系统具有重要影响。如右图所示五.加热速度与冷却速度1.加热速度冷却速度决定析出相，影响显微结构和力学性能液相经快速冷却后

8、，形成过饱和固溶体需进行烧结后热处理。对于冷切速度快慢的优劣，应根据具体的情况的不同进行选择：（1）冷却速度过快，基体中的合金化元素越容易达到饱和，因此得到的烧结强度越高，但在液相的凝固温度下，容易形成孔隙，因此，过快的冷却速度是有害