燒結(jié)作為粉末冶金生產(chǎn)過(guò)程中*重要的工序,一直以來(lái)都是人們研究的重點(diǎn)。一般認(rèn)為,坯體或粉體在高溫過(guò)程中隨時(shí)間的延長(zhǎng)而發(fā)生收縮;在低于熔點(diǎn)的溫度下,坯體或粉體變成致密的多晶體,強(qiáng)度和硬度均增大,此過(guò)程稱為燒結(jié)。
在高溫過(guò)程中,由金屬或非金屬原料所組成的配合料可能會(huì)發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng),如:蒸發(fā)、脫水、熱分解、氧化還原反應(yīng)和相變;共熔、熔融和溶解;固相反應(yīng)和燒結(jié);析晶、晶體長(zhǎng)大、剩余玻璃相凝固和冷卻等。
在燒結(jié)階段發(fā)生的主要變化是微粒或晶粒尺寸與形狀的變化和氣孔尺寸與形狀的變化;在燒結(jié)完成致密體的*后階段,氣孔將從固體粉體中基本消除,形成一定的顯微結(jié)構(gòu),從而賦予其一定的性能。一般來(lái)說(shuō),傳統(tǒng)燒結(jié)包括氣相燒結(jié)、固相燒結(jié)、液相燒結(jié)、反應(yīng)(瞬時(shí))液相燒結(jié)等。盡管目前一些材料可用低溫的溶膠-凝膠(Sol-Gel)、化學(xué)氣相沉積(CVD)和物理氣相沉積(PVD)等方法制備,但絕大多數(shù)材料仍需要高溫?zé)Y(jié)才能達(dá)到高致密化。
隨著材料科學(xué)技術(shù)飛速的發(fā)展,新型特種材料的不斷出現(xiàn),普通燒結(jié)方法和常壓低溫?zé)Y(jié)、液相燒結(jié)及添加劑輔助燒結(jié)等已難以適應(yīng)需要,因而特種燒結(jié)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。
依據(jù)燒結(jié)機(jī)理及特點(diǎn)、燒結(jié)手段,特種燒結(jié)技術(shù)從傳統(tǒng)的無(wú)壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)、液相燒結(jié)、反應(yīng)燒結(jié)等發(fā)展到熱等靜壓燒結(jié)、高溫自蔓燃燒結(jié)、超固相線液相燒結(jié)(SLPS)、選擇性激光燒結(jié)(SLS)、放電等離子體燒結(jié)(SPS)、微波燒結(jié)(WS)、爆炸燒結(jié)(ES)、鑄造燒結(jié)(CST)、電場(chǎng)活化燒結(jié)(FAST)、大氣壓固結(jié)法(CAP)等,這些燒結(jié)技術(shù)的產(chǎn)生對(duì)于提高粉末冶金材料性能、制備常規(guī)燒結(jié)方法難以生產(chǎn)的特種材料、提高生產(chǎn)效率與降低成本,發(fā)揮著重要的作用。
總之,目前粉末冶金特種燒結(jié)技術(shù)也正朝著高致密化、高性能化、高效率、節(jié)能、環(huán)保方向發(fā)展,新型特種燒結(jié)技術(shù)正不斷被開發(fā)和應(yīng)用。