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固相燒結的主要傳質方式是蒸發-冷凝傳質和擴散傳質,液相燒結的主要傳質方式是溶解-沉澱傳質和流動傳質。
固相燒結和液相燒結的共同點是燒結的驅動力是表面能; 燒結過程包括顆粒重排、材料輸送和孔隙填充以及晶粒生長等階段。
區別在於:由於流動傳質比擴散傳質快,緻密化率高; 固相燒結主要與原料的粒徑和活性、燒結溫度、氣氛形成壓力等因素有關,液相燒結與液相量、液相性質、液固潤濕性、固相在液相中的溶解度有關。
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相似之處:驅動力(能量差)全部為表面,燒結過程也由顆粒重排、孔隙填充、晶粒生長等階段組成;
差異。 流動傳質速率比擴散傳質快,因此緻密液相燒結的緻密化速率高,使液相燒結在比固體燒結低得多的溫度下可以得到緻密的燒結體。
液相燒結的型別及其特點:
粘性流動,當液相較大時,由於高溫流體而發生牛頓現象。
流動引起的傳質型別。
塑性流動,當胚體中的液相含量很小時,高溫下的流動不能看作是純牛頓流動。
燒結是指將粉末狀材料轉化為緻密體,是一種傳統的工藝。 長期以來,人們一直使用這種工藝來生產陶瓷和粉末冶金。
耐火材料、超高溫材料等 一般來說,粉末形成後,燒結得到的緻密體是多晶材料,其微觀結構由晶體和玻璃組成。
和氣孔組成。 燒結過程直接影響微觀結構中的晶粒尺寸、孔徑和晶界。
形狀和分布,進而影響材料的效能。
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1、兩者的影響因素不同:
一、固相燒結的影響因素:
1)材料的效能:如材料的表面能、擴散係數、粘度係數、臨界剪下應力、蒸氣壓和蒸發速率等,這些因素都會影響燒結驅動力和燒結頸的生長速度。
2)粉末性質:包括粉末粒徑、表面活性(表面活性與表面存在氧化膜和表面結構完善有關,當晶體表面存在大量位錯和空位時,其活性較高)、晶格活性(晶格缺陷和晶格畸變)和異物(雜質、 氧化物、吸附氣體和燒結氣氛)。
二、液相燒結的影響因素:
1)滑簧蓋在液相和固相顆粒表面的潤濕性,通常潤濕角度小於90度,最好接近零度。提高液體的相對固相潤濕性可以提高液相燒結效果。
2)固相在液相中具有一定的溶解度,而液相在固相中的溶解度很小,或者是不溶的。
3)液相數量有限。通常,在冷卻過程中能夠填充固體顆粒之間的間隙是有限的。 一般來說,20%-50%(體積分數)是合適的。
其次,兩者的概述不同:
1、固相燒結概述:固相燒結按其組分數量可分為兩大類:單元式固相燒結和多系統固相燒結。 粉末燒結是通過純金屬、固定成分化合物或鬆散粉末或均勻固溶體的壓制坯料在低於熔點的溫度(一般為絕對熔點溫度的2、3、4、5)下進行單元固相燒結而進行的。
2.液相燒結概述:液相燒結是指粉末或壓制坯料與至少兩個組分在形成液相狀態下的燒結過程。
三、兩者的用途不同:
1.固相燒結的用途:金屬的回收,吸附氣體和水的揮發,以及坯料中成型劑的分解和去除。 由於壓縮時彈性應力的消除,粉末顆粒之間的接觸面積相對減小,燒結礦收縮不明顯,甚至由於排除揮發物而略微膨脹。
在此階段,燒結體的密度基本保持不變。
2、液相燒結的用途:液相燒結工藝已廣泛用於製造各種燒結金零件、電接觸材料、硬質合金和金屬陶瓷。
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具有至少兩種組分的粉末或壓制坯料在形成液相的狀態下燒結。
產生液相的燒結工藝可分為兩類:
首先,在整個燒結過程中存在液相。
其次,液相在燒結後期消失。
液相燒結工藝可分為四個階段:準備燒結階段、收縮階段、液相燒結和冷卻階段。 燒結,其中一小部分原材料變成液體。
在待燒結的合金粉末(基相合金粉末)中,將熔點較低的適當合金粉末(液態合金粉末)混合均勻,在燒結溫度下,液相合金垂直粉末變為液態,可以提高燒結的緻密化率和最終產品的密度。
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與液相燒結相比。
液相燒結是在一定溫度下,主要成分尚未液化,但雜質成分已經液化,主要成分在雜質形成的液相中燒結結晶,稱為液相燒結。
固相燒結是指主要部件在沒有液相環境的情況下燒結。
相對而言,液相燒結需要較低的溫度,但固相燒結穩定,具有良好的高溫效能。
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