• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.定义
  • 4.种类
  • 4.1.1物理活化烧结
  • 4.2.2化学活化烧结
  • 5.活化烧结过程
  • 6.实现方式
  • 7.活化剂的选择准则
  • 8.活化烧结速度的影响因素

活化烧结

活化烧结是指采用物理或化学的手段使烧结温度降低、烧结时间缩短、烧结体性能提高的一种粉末冶金方法。机械活化(mechanicalactivation)是机械合金化(mechanicalaloying)的前期。

基本信息

  • 中文名

    活化烧结

  • 外文名

    activated sintering

  • 所属学科

    物理化学

  • 应用领域

    冶金

  • 方法

    物理或化学的手段

  • 优点

    烧结时间缩短烧结体性能提高

定义

activated sintering

如铁粉通过卤化氢气体活化,钨或钼在水汽、CO2中烧结;锆粉中加入氢化物等;物理法如液相烧结、铁基合金加入磷和硼粉、超声波烧结、磁场烧结、热压烧结、热等静压烧结和真空烧结等。

活化烧结因烧结对象不同而异,多靠数据积累,实践经验总结,尚无系统理论。寻找和利用活化烧结技术,对粉末冶金烧结具有重要意义。

种类

活化烧结工艺分为物理活化烧结工艺和化学活化烧结工艺两大类。

1物理活化烧结

物理活化烧结工艺有依靠周期性改变烧结温度、施加机械振动、超声波和外应力等促进烧结过程。

2化学活化烧结

化学活化烧结工艺有

(1)预氧化烧结。粉末或粉末压坯在空气或蒸汽中进行低温处理,使粉末表面形成适当厚度的氧化膜,然后在还原性气氛中烧结。该法适用于铜基和铁基零件的烧结生产。

(2)改变烧结气氛的成分和含量。如在蒸汽饱和的“湿氢”中进行钼和钨的低温烧结,在气氛或填料中添加卤素化合物(如氯化氢和其他氯化物),使铁族金属活化烧结用氢化物(TiH2、ZrH2)在烧结时离解产生活性原子实现钛、锆的烧结。

(3)粉末内添加微量元素。如在钨粉中加镍等ⅧA族金属,可使钨在1200度下烧结到接近理论密度状态。

(4)使用超细粉末、高能球磨粉末进行活化烧结。如碳化硼细粉压坯可烧结到相当致密,而烧结粗碳化硼粉末压坯,即使提高烧结温度和延长保温时间,也达不到细粉末烧结的效果。 活化烧结主要用于钨、钼、铼、铁、钽、钒、铝、钛和硬质化合物材料等的烧结。

活化烧结过程

烧结过程是一个物理化学反应过程,其烧结反应速度常数K可用下式表示:K一AexP(一Q/RT)式中A为包含反应原子碰撞的“频率因素”在内的常数;Q为烧结过程活化能;T为烧结温度。由上式可以看出,提高烧结温度T、降低烧结活化能Q和增大A值均可提高烧结速度。活化烧结是指降低烧结活化能Q的烧结方法。

实现方式

活化烧结主要是从3个方面来实现的:

(1)改变粉末表面状态,提高粉末表面原子活性和原子的扩散能力。如粉末表面预氧化处理、周期性氧化一还原反应、加氢化物等。在还原性气氛中烧结时,通过还原或分解反应而形成新生态原子,从而加速烧结过程。