硬质合金烧结过程伴随物质迁移，这其中靠原子扩散的物质迁移也起着十分重要的作用。物质扩散是由空位浓度梯度造成化学位的差别所引起的。人们早就注意和重视扩散所起的作用，许多研究工作详细阐述了烧结的扩散过程，并应用扩散方程导出烧结的动力学方程。体积扩散是扩散机制中非常重要的一种。

 

经典的烧结扩散理论认为，晶体内存在着超过该温度下平衡浓度的过剩空位，空位浓度梯度就是导致空位或原子定向移动的动力。而进一步的理论则补充，在烧结后期，在闭孔周围的物质内，表面应力使空位的浓度增高，不断向烧结体外扩散，引起孔隙收缩。进而描绘了烧结颈长大和闭孔收缩这两种不同的致密化过程。

 

扩散理论认为烧结颈长大是颈表面附近的空位向球体内扩散，球内部原子向颈部迁移的结果。除此之外，还存在原子的间隙扩散和原子间的相互换位或环转换位，如下图所示。

 

空位和原子间隙扩散图片

 

实际上，空位源远不只是烧结颈表面，还有小孔隙表面、凹面及位错；相应地，可成为空位阱的还有晶界、平面、凸面、大孔隙表面、位错等。颗粒表面相对于内孔隙或烧结颈表面、大孔隙相对于小孔隙都可成为空位阱，因此，当空位由内孔隙向颗粒表面扩散以及空位由小孔隙向大孔隙扩散时，烧结体就发生收缩，小孔隙不断消失和平均孔隙尺寸增大。

 

烧结如果以体积扩散为主，则有如下关系式，

x5/a2=At

式中，

x--烧结颈半径；

a--粉末颗粒半径；

B--系数；

t--烧结时间。