粉末冶金原理烧结.pptVIP

弗仑克尔球球模型库钦斯基烧结球平板模型简单的处理：单位时间内，单位体积内散失的能量为φ，表面降低对粘性流动做的体积功为γ.dA/dt则：φV=γ?dA/dt

经几何变换和微分处理，得特征方程：

x2/a=(3/2)γ/η.t

或：(x/a)2=(3/2)γ/(ηa).t

x2与t成线性关系→2ln(x/a)=A+lnt以ln(x/a)作纵坐标、lnt作横坐标绘制实验测定值直线，若其斜率为1/2则粘性流动为烧结的物质迁移机构01实验验证：02Kaczynski处理：

τ=ηdε/dt，且τ与σ成正比，dε/dt与dx/dt成正比

∴有：γ/ρ=Kˊη?dx/(dt)

考虑到ρ=x2/2a

∴有：x2/a=kγ/η?t（与Frenkle结论相同）由粘性流动造成球形孔隙收缩速率为

dr/dt=-3γ/(4η)（均匀收缩）孔隙消除所需时间为：t=4η/(3γ)?Ro（Ro为孔隙初始半径）在时刻t孔隙尺寸R为：Ro-R=2γ/η?t烧结特征方程符合：xm/an=F(T)?t蒸发-凝聚蒸发-凝聚：由于饱和蒸汽压差的存在，使物质由表面蒸汽压较高的颗粒表面蒸发，再在烧结颈表面冷凝沉积。烧结颈对平面的蒸汽压差：P=-PoγΩ/(KTρ)

当球径比烧结颈半径大很多时，球表面与平面的蒸汽压差Pˊ=Pa-Po可以忽略不计。故烧结颈与球表面的蒸汽压差为：P=-PaγΩ/(KTρ)（Po用Pa代替）1单位时间内凝聚在烧结颈表面的物质量由Langmuir公式计算：m=△P(M/2πRT)1/2（M为原子量）2颈长大速度：dV/dt=A(m/d)

A—颈表面积；d—物质密度3经几何计算、变换和积分，得：

x3/a=3Mγ(M/2πRT)1/2Pa/(d2RT)?t4注意：M=NΩd及k=KNx3/a=k?t5氯化钠小球烧结实验玻璃球平板烧结实验（三）体积扩散烧结时空位扩散途径单击此处添加小标题球内部原子向颈部迁移的结果伍单击此处添加小标题烧结颈长大是颈表面附近的空位向球体内扩散，肆单击此处添加小标题烧结动力学特征方程推导：叁单击此处添加小标题迁移。贰单击此处添加小标题体积扩散：由于空位或原子浓度梯度而导致的物质壹logo颈长大的连续方程：dv/dt=Jv.A.ΩJv—单位时间内通过颈的单位面积空位个数，即空位流速率由Fick第一定律：Jv=Dvˊ?▽Cv=Dvˊ?△Cv/ρ

Dv/—空位扩散系数用体积来表示原子扩散系数，即：Dv=Dv/CvoΩ=Dvo.exp(-Q/RT)

dv/dt=ADv‘.Ω.△Cv/ρ

其中A=(2πx).(2ρ)=2πx3/aV=πx2.2ρ=πx4/a，由ρ=x2/2a

∴有：x5/a2=20DvγΩ/kT?t（1）按Kingery-Berge方程：ρ=x2/4a

x5/a2=80DvγΩ/kT?t（2）（1）、（2）式即为体积扩散的动力学方程孔隙收缩动力学方程的推导：1孔隙表面的过剩空位浓度：2Cv=CvoγΩ/（kTr）3若孔隙表面至晶界的平均距离与孔径处于同一数量级，4则空位浓度梯度：5▽Cv=CvoγΩ/（kTr2）6由Fick第一定律：7dr/dt=—Dv’▽Cv=—DvγΩ/（kTr2）8分离变量并积分：ro3-r3=3γΩ/（kT）?Dvt9第五章烧结1概述2烧结过程的热力学基础3烧结机构1概述一、烧结在粉末冶金生产过程中的重要性烧结是粉末冶金生产过程中最基本的工序之一。粉末冶金从根本上说，是由粉末成形和粉末毛坯热处理（烧结）这两道基本工序组成的，在特殊情况下（如粉末松装烧结），成形工序并不需要，但是烧结工序，或相当于烧结的高温工序（如热压或热锻）却是不可缺少的。烧结也是粉末冶金生产过程的最后一道主要工序，对最终产品的性能起着决定性作用，因为由烧结造成的废品是无法通过以后的工序挽救的，烧结实际上对产品质量起着“把关”的作用。从另一方面看，烧结是高温操作，而且一般要经过较长的时间，还需要有适当的保护气氛。因此，从经济角度考虑，烧结工序的消耗是构成产品成本的重要部分，