烧结和热压是相关的工艺,但并不相同。烧结是粉末材料在高温下致密化过程的总称,在这一过程中,固体颗粒结合,晶粒生长,材料密度增加。热压,特别是热压烧结,是通过加热和加压来加速致密化过程,与传统烧结相比,烧结温度更低,加工时间更短。
详细说明:
-
烧结:
-
烧结是在可控气氛中将粉末或压实粉末(生坯)加热到低于其熔点的温度的过程。这种加热会使颗粒粘合和生长,减少空隙并增加密度。最终产品是坚硬的多晶烧结体。这种工艺可以在没有外部压力的情况下进行,完全依靠温度和时间来实现致密化。热压烧结:
-
- 热压烧结则需要同时施加热量和压力。这种方法可使烧结温度大大低于传统烧结所需的温度(约低 100°C 至 150°C)。施加的压力有助于加快材料流动、重新排列和致密化。这使得致密化过程更加迅速,从而可以在更低的温度和更短的时间内获得完全致密的产品。使用的压力通常在 10 至 40 兆帕之间,具体取决于材料的强度。热压烧结的优势:
- 降低烧结温度,缩短烧结时间: 通过施加压力,热压烧结可降低烧结温度并缩短烧结时间,这有助于抑制晶粒生长并保持更精细的晶粒结构。
- 增强致密性: 同时施加热量和压力可促进接触、扩散和流动等传质过程,从而降低烧结体的孔隙率,提高密度。
-
改善机械性能:
- 较低的烧结温度抑制了晶粒的生长,使烧结体的晶粒更细,机械强度更高。热压烧结的缺点:
- 设备和成本: 热压烧结所需的设备比传统烧结更为复杂和昂贵。
-
规模和复杂性: 热压烧结通常仅限于较小的批量和较为简单的几何形状,因为对于较大或较复杂的形状而言,施加压力可能具有挑战性。
应用: