硬质合金烧结是一种复杂过程，通常是两种或两种以上的机制同时存在。在特定的条件下，一种机制占优势，限制着整个烧结过程的速度，那么它的动力学方程就可作为实际烧结过程的近似描述。但这种近似仍然十分粗糙。这就需要对烧结过程进行系统而综合的理论描述。

 

单一烧结机制描述烧结过程的局限性

1.烧结动力学通式xm/an=F（T）t中的m、n并非整数，而各个烧结机制只给出了确定值（如下表所示）。在采用指数计算时，就会碰到如何匹配的问题。

 

各烧结机制m、n值图片

 

2.现有的各个烧结理论，只对烧结某一阶段描述得较好，对整个烧结过程的解释存在偏差。

3.各个烧结理论，对于烧结工艺的考虑较少，没有对实际的各个参数进行综合考虑，理论与实际存在偏差。单个烧结理论目前只指出了烧结过程中各种可能出现的物质迁移机构及其相应的动力学规律，而后者只有当某一种机构占优势时，才能够应用。不同的粉末、不同的粒度、不同的烧结温度或等温烧结的不同阶段以及不同的烧结气氛、方式（如外应力）等都可能改变烧结的实际机构和动力学规律。

 

鉴于单一烧结理论在应用时的局限性，许多学者提出了综合作用的烧结理论，这其中比较著名的是罗克兰的体积扩散方程和我国学者黄培云的扩散、流动及物理化学反应综合作用烧结理论。

 

1.罗克兰理论

罗克兰认为烧结是体积扩散和表面扩散共同作用的结果。其提出的烧结扩散方程为

x^5/5-(K2x^3)/3+〖K2〗^2 x-〖K2〗^(5/2) arctg(x/〖K2〗^(1/2) )=K1t

其中，

K1=(4D1γδ3a2)/(KT)；

K2=(1.21δaD2)/D1；

D1为体扩散系数；

D2为表面扩散系数。

 

2.黄培云理论

提出烧结是扩散、流动及物理化学反应（蒸发凝聚、溶解沉积、吸附解吸、化学反应）等的综合作用的观点。由扩散、流动、物理化学反应这三个基本过程引起烧结物质浓度的变化，用数理方程表达，分别为

扩散             ∂c/∂t=D*∂2c/∂x2（2）

流动             ∂c/∂t=-v*∂c/∂x（3）

物理化学反应     ∂c/∂t=-Kc（4）