硬質合金燒結是一種複雜過程，通常是兩種或兩種以上的機制同時存在。在特定的條件下，一種機制佔優勢，限制著整個燒結過程的速度，那麼它的動力學方程就可作為實際燒結過程的近似描述。但這種近似仍然十分粗糙。這就需要對燒結過程進行系統而綜合的理論描述。

 

單一燒結機制描述燒結過程的局限性

1.燒結動力學通式xm/an=F（T）t中的m、n並非整數，而各個燒結機制只給出了確定值（如下表所示）。在採用指數計算時，就會碰到如何匹配的問題。

 

各燒結機制m、n值圖片

 

2.現有的各個燒結理論，只對燒結某一階段描述得較好，對整個燒結過程的解釋存在偏差。

3.各個燒結理論，對於燒結工藝的考慮較少，沒有對實際的各個參數進行綜合考慮，理論與實際存在偏差。單個燒結理論目前只指出了燒結過程中各種可能出現的物質遷移機構及其相應的動力學規律，而後者只有當某一種機構佔優勢時，才能夠應用。不同的粉末、不同的細微性、不同的燒結溫度或等溫燒結的不同階段以及不同的燒結氣氛、方式（如外應力）等都可能改變燒結的實際機構和動力學規律。

 

鑒於單一燒結理論在應用時的局限性，許多學者提出了綜合作用的燒結理論，這其中比較著名的是羅克蘭的體積擴散方程和我國學者黃培雲的擴散、流動及物理化學反應綜合作用燒結理論。

 

1.羅克蘭理論

羅克蘭認為燒結是體積擴散和表面擴散共同作用的結果。其提出的燒結擴散方程為

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為體擴散係數；

D2為表面擴散係數。

 

2.黃培雲理論

提出燒結是擴散、流動及物理化學反應（蒸發凝聚、溶解沉積、吸附解吸、化學反應）等的綜合作用的觀點。由擴散、流動、物理化學反應這三個基本過程引起燒結物質濃度的變化，用數理方程表達，分別為

擴散             ∂c/∂t=D*∂2c/∂x2（2）

流動             ∂c/∂t=-v*∂c/∂x（3）

物理化學反應     ∂c/∂t=-Kc（4）