硬質合金各燒結機制比較

各燒結機制適用圖片
硬質合金燒結機制主要有粘性流動、蒸發於凝聚、體積擴散、表面擴散、晶界擴散、塑性流動等。各個燒結機制在本質上既有一些共同點,又有一些異同。實際的燒結過程,比模型研究的條件複雜得多,各種機制可能同時或交替地出現在某一燒結過程中。

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硬質合金燒結機制-塑性流動

塑性流動圖片
硬質合金燒結過程中物質遷移機制有很多種,如粘性變形、擴散、塑性變形等。不同的學者對此持不同的觀點。其中,有學者認為,燒結頸形成和長大可看成是金屬粉末在表面張力作用下發生塑性變形的結果。

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硬質合金燒結機制-晶界擴散

晶界擴散圖片
硬質合金生產中燒結極其重要的一道工序,它對硬質合金製品的性能影響巨大。燒結過程中伴隨物質遷移,這其中擴散機制起著特別而十分重要的作用,晶界擴散是擴散機制的一種,它對燒結有著重要的意義,晶界對燒結頸長大和燒結體收縮會起到作用。

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硬質合金燒結機制-表面擴散

表面擴散SEM圖片
硬質合金生產中燒結是最重要的一道工序,它對產品的性能有著重要的影響。研究燒結過程中物質遷移有助於燒結工藝的有效制定。而在這些物質遷移機制中,表面擴散對物質的遷移具有重要的作用。

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硬質合金燒結機制-體積擴散

空位和原子間隙擴散圖片
硬質合金燒結過程伴隨物質遷移,這其中靠原子擴散的物質遷移也起著十分重要的作用。物質擴散是由空位濃度梯度造成化學位元的差別所引起的。人們早就注意和重視擴散所起的作用,許多研究工作詳細闡述了燒結的擴散過程,並應用擴散方程匯出燒結的動力學方程。體積擴散是擴散機制中非常重要的一種。

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硬質合金燒結機制-蒸發凝聚

燒結蒸發凝聚動力學方程圖片
硬質合金燒結過程伴隨物質遷移,在高溫下,燒結過程中還可能發生物質由顆粒表面向空間蒸發的現象,同樣對燒結的緻密化和孔隙的變化產生直接的影響。因此,燒結動力也可以從物質蒸發凝聚的角度來研究,即用飽和蒸氣壓的差表示燒結動力。

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硬質合金燒結潤濕角影響因素

溫度與潤濕角的關係圖片
硬質合金燒結時潤濕性對緻密化、合金組織與性能影響極大,而體現液相和固體顆粒潤濕性的是潤濕角。液相只有具備完全或部分潤濕的條件,即潤濕角為0°<θ<90°,才能滲入顆粒的微孔和裂隙甚至晶粒間。而影響潤濕角的因素有很多,如燒結溫度,接觸時間,添加劑,燒結氣氛等。

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硬質合金燒結早期的粘性流動

 弗侖克爾球-球模型圖片
硬質合金燒結過程其實是物質遷移的過程。燒結過程中,顆粒粘結面上發生的量與質的變化以及燒結體內孔隙的球化與縮小等過程都是以物質的遷移為前提的。遷移在燒結早期主要是以粘性流動方式。其它的物質遷移形式,如擴散、蒸發與凝聚、流動等主要是在足夠高的溫度或外力的作用下才能發生。

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硬質合金燒結驅動力-飽和蒸氣壓差

 兩球模型圖片
硬質合金燒結驅動力除表面張力引起燒結頸處的物質向孔隙發生宏觀流動和由空位濃度梯度造成化學位元的差別所引起的原子擴散的物質遷移這兩種外,還可能發生物質由顆粒表面向空間蒸發的現象,同樣對燒結的緻密化和孔隙的變化產生直接的影響。

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硬質合金燒結驅動力-空位濃度梯度

空位濃度梯度圖片
硬質合金燒結驅動力除表面張力引起燒結頸處的物質向孔隙發生宏觀流動外,晶體粉末燒結時,還存在由空位濃度梯度造成化學位元的差別所引起的原子擴散的物質遷移。計算燒結體系內引起擴散的空位濃度差可以採用理想球體的模型。

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