烧结是一种涉及金属粉末、热量和压力的金属制造工艺。
它有利于颗粒之间的原子扩散和结合。
这样就能在未达到金属熔点的情况下形成固体。
这一过程对于改变材料的分子结构至关重要。
它将材料永久地结合在一起，增强了材料的强度、导电性和半透明性等性能。
工艺概述：金属烧结的工作原理
烧结工艺始于金属粉末的加热。
然后对这些粉末施加压力。
热量会使固体中的原子发生振动和随机扩散。
这有利于颗粒之间的结合。
这种原子扩散类似于氦原子在气球中扩散，使气球瘪下去。
扩散速度取决于原子的扩散能力和浓度梯度。
金属烧结的 4 个关键阶段
1.初始阶段：加热和压制
在这一阶段，金属粉末在熔炉中加热，温度可诱导形成马氏体晶体结构。
烧结温度保持在熔点以下，以防止液化。
压制方法（如压制或 3D 打印激光）用于部分熔化和固结粉末。
冷焊也可连接颗粒，提供初始强度。
2.中间过程：增加密度
在这一阶段，颗粒的密度会增加，并相互融合。
常用的方法有两种：瞬态液相烧结和永久液相烧结。
在瞬态液相烧结中，铁粉中会加入铜等材料。
这些材料在烧结温度下熔化并与铁融合，使材料硬化。
在永久液相烧结中，加入碳化物等液态材料来填充间隙，进一步粘合材料。
3.应用：工业用途广泛
金属烧结用途广泛，可用于各行各业。
它尤其适用于生产电子元件、半导体和光纤。
该工艺可生产出接近净形的金属物体，只需极少的精加工。
这使其在大规模生产中具有成本效益和效率。
4.结论：增强金属性能
金属烧结是冶金学中的一项关键工艺。
它通过可控的加热和加压，将金属粉末转化为固体、致密和坚固的材料。
这种方法不仅能增强金属的物理性能，而且在制造具有复杂几何形状的精密零件方面具有显著优势。
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