常壓固相燒結(jié)碳化硅陶瓷熱交換管起草單位

固相燒結(jié)按其組元多少可分為單元系固相燒結(jié)和多元系固相燒結(jié)兩類。單元系固相燒結(jié)純金屬、固定成分的化合物或均勻固溶體的松裝粉末或壓坯在熔點(diǎn)以下溫度(一般為絕對(duì)熔點(diǎn)溫度的2/3一4/5)進(jìn)行的粉末燒結(jié)。單元系固相燒結(jié)過程除發(fā)生粉末顆粒間粘結(jié)、致密化和純金屬的組織變化外，不存在組織間的溶解，也不出現(xiàn)新的組成物或新相。又稱為粉末單相燒結(jié)。

多元系固相燒結(jié)兩種組元以上的粉末體系在其中低熔組元的熔點(diǎn)以下溫度進(jìn)行的粉末燒結(jié)。多元系固相燒結(jié)除發(fā)生單元系固相燒結(jié)所發(fā)生的現(xiàn)象外，還由于組元之間的相互影響和作用，發(fā)生一些其他現(xiàn)象。對(duì)于組元不相互固溶的多元系，其燒結(jié)行為主要由混合粉末中含量較多的粉末所決定。如銅一石墨混合粉末的燒結(jié)主要是銅粉之間的燒結(jié)，石墨粉阻礙銅粉間的接觸而影響收縮，對(duì)燒結(jié)體的強(qiáng)度、韌性等都有一定影響。對(duì)于能形成固溶體或化合物的多元系固相燒結(jié)，除發(fā)生同組元之間的燒結(jié)外，還發(fā)生異組元之間的互溶或化學(xué)反應(yīng)。燒結(jié)體因組元體系不同有的發(fā)生收縮，有的出現(xiàn)膨脹。異擴(kuò)散對(duì)合金的形成和合金均勻化具有決定作用，一切有利于異擴(kuò)散進(jìn)行的因素，都能促進(jìn)多元系固相燒結(jié)過程。如采用較細(xì)的粉末，提高粉末混合均勻性、采用部分預(yù)合金化粉末、提高燒結(jié)溫度、消除粉末顆粒表面的吸附氣體和氧化膜等。在決定燒結(jié)體性能方面，多元系固相燒結(jié)時(shí)的合金均勻化比燒結(jié)體的致密化更為重要。多元系粉末固相燒結(jié)后既可得單相組織的合金，也可得多相組織的合金，這可根據(jù)燒結(jié)體系合金狀態(tài)圖來判斷。

單元系固相燒結(jié)過程大致分3個(gè)階段:

(1)低溫階段(T燒毛0.25T熔)。主要發(fā)生金屬的回復(fù)、吸附氣體和水分的揮發(fā)、壓坯內(nèi)成形劑的分解和排除。由于回復(fù)時(shí)消除了壓制時(shí)的彈性應(yīng)力，粉末顆粒間接觸面積反而相對(duì)減少，加上揮發(fā)物的排除，燒結(jié)體收縮不明顯，甚至略有膨脹。此階段內(nèi)燒結(jié)體密度基本保持不變。

(2)中溫階段(T燒(0.4~。.55T動(dòng)。開始發(fā)生再結(jié)晶、粉末顆粒表面氧化物被完全還原，顆粒接觸界面形成燒結(jié)頸，燒結(jié)體強(qiáng)度明顯提高，而密度增加較慢。

(3)高溫階段(T燒二0.5一。.85T熔)。這是單元系固相燒結(jié)的主要階段。擴(kuò)散和流動(dòng)充分進(jìn)行并接近完成，燒結(jié)體內(nèi)的大量閉孔逐漸縮小，孔隙數(shù)量減少，燒結(jié)體密度明顯增加。保溫一定時(shí)間后，所有性能均達(dá)到穩(wěn)定不變。影響單元系固相燒結(jié)的因素主要有燒結(jié)組元的本性、粉末特性(如粒度、形狀、表面狀態(tài)等)和燒結(jié)工藝條件(如燒結(jié)溫度、時(shí)間、氣氛等)。增加粉末顆粒間的接觸面積或改善接觸狀態(tài)，改變物質(zhì)遷移過程的激活能，增加參與物質(zhì)遷移過程的原子數(shù)量以及改變物質(zhì)遷移的方式或途徑，均可改善單元系固相燒結(jié)過程。