烧结是一种通过减少孔隙率和加强颗粒粘结来显著提高材料密度的工艺。
4 个要点说明
1.密度增加的机理
在烧结过程中，增加密度的主要机制是通过原子扩散减少孔隙率。
当材料被加热时，原子获得足够的能量进行移动。
这导致粉末颗粒之间的界面消失。
这一过程在颗粒之间形成颈部连接，最终导致小孔的消除。
这种致密化背后的驱动力是，当固体-蒸汽界面被固体-固体界面取代时，由于表面积和表面自由能的减少，总自由能也随之降低。
2.工艺变量的影响
烧结提高密度的效果受多个变量的影响，包括颗粒之间的摩擦力、压实力、烧结设置和颗粒大小。
制造商的目标是尽量减少摩擦，优化烧结设置，以达到最高密度。
压实力（取决于所使用的机械）和颗粒大小的控制在决定烧结产品的最终密度方面也起着至关重要的作用。
3.3. 提高机械性能
通过烧结提高密度可直接改善机械性能。
随着颗粒的粘合和致密化，烧结产品的强度、硬度和耐磨性都会提高。
这一点在氧化锆等材料中尤为明显，烧结使材料从白垩状转变为致密、坚硬和高强度的陶瓷。
4.量身定制的材料成分
烧结可定制材料成分，以实现特定性能。
例如，添加液相可加快烧结时间，但如果控制不当，也可能导致密度降低和残留孔隙率。
烧结技术和条件的这种灵活性使我们能够生产出具有所需特性的材料，进一步突出了烧结在提高密度方面的作用。
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