硬质合金烧结固相烧结机制

硬质合金烧结经历颗粒重排和溶解-再析出这两个阶段后,致密化过程已明显减慢,因为这时气孔已基本上消失,而颗粒间距离更缩小,使液相流进孔隙变得更加困难。之后颗粒靠拢粘结,烧结进入固相烧结阶段,形成骨架。
 
固相烧结时,剩余液相充填于骨架的间隙。当液相不完全润湿固相或液相数量较少时,这阶段表现得非常明显,结果是大量颗粒直接接触,不被液相所包裹。这阶段满足γss/2<γsl或二面角ψ>0(如下图所示)的条件。骨架形成后的烧结过程与固相烧结相似,致密化已显著减慢。
 
二面角图片
二面角图片
 
硬质合金固相烧结阶段
按照经典的固相烧结理论,硬质合金在固相烧结阶段时,会经历颗粒粘结、烧结颈长大、闭孔隙球化和缩小这三个阶段。颗粒粘结时,颗粒内的晶粒不发生变化,颗粒外形也基本未变,整个烧结体不发生收缩,只是颗粒间的联结强度增大。烧结颈长大阶段颗粒间距离缩小,形成连续的孔隙网络;同时由于晶粒长大,晶界越过孔隙移动,而被晶界扫过的地方,孔隙大量消失,烧结体收缩,密度和强度显著增加。最后由于烧结颈长大,颗粒间原来相互连通的孔隙逐渐收缩成闭孔,孔隙形状趋近球形并不断缩小,最终完成致密化过程。硬质合金的固相烧结其实由两个阶段构成,一个发生在液相烧结前原本接触的固体颗粒之间,一个是由于液相烧结带来的颗粒重排接触而引起的固相烧结。
 
固相烧结特点
1.相对上述两阶段,这一过程进行较慢;
2.主要发生固相颗粒的接触平直化和晶粒长大想象(形成的刚性骨架阻碍致密化);
3.非接触区则发生球化现象(液相数量较少);
 
 
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