烧结和熔融（或熔化）都是用于结合材料（尤其是金属）的工艺，但两者在机理、温度要求和结果上有很大不同。烧结是将材料加热到低于其熔点的温度，通常结合压力，通过原子扩散将颗粒粘合在一起。这一过程可避免液化，从而得到孔隙率可控、瑕疵极少的固体物质。另一方面，熔融则需要将材料加热到熔点，使其从固态完全转变为液态。这需要更高的能量，并可能导致收缩或翘曲等缺陷。对于熔点较高的材料和需要精确控制最终产品特性的应用，烧结是首选。
要点说明：
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温度要求:
- 烧结:在低于材料熔点的温度下发生。这样可以在不液化的情况下进行粘合，因此适用于熔点极高的材料，如钨和钼。
- 粘合:需要将材料加热到熔点，使其从固态完全转变为液态。这一过程需要更高的能量。
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键合机理:
- 烧结:在热量和压力的作用下，依靠原子在颗粒边界的扩散。颗粒在不熔化的情况下致密合并，形成具有可控孔隙率的固体块。
- 熔化:包括熔化材料，然后在冷却时凝固成一个整体。由于完全相变，这一过程可能导致收缩或翘曲等缺陷。
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能量与控制:
- 烧结:与熔融法相比，所需的能量更少，对最终产品的特性（如孔隙率和密度）的控制能力更强。因此，它非常适合精度要求较高的应用。
- 粘合:消耗能量较多，可控性较差，往往会造成瑕疵。通常用于需要完全致密的液相粘接时。
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应用和材料:
- 烧结:常用于熔点较高的材料和有利于控制孔隙率的应用，如过滤器、轴承和某些类型的陶瓷。
- 热熔:用于铸造、焊接和钎焊等工艺，在这些工艺中需要液相来连接材料或制造复杂形状。
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工艺步骤:
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烧结:
- 准备工作:混合主要材料和偶联剂，然后将粉末压缩成所需的形状。
- 加热:加热以去除耦合剂，并将原生材料熔成一个低孔隙率的整体。
- 颗粒合并:颗粒致密化和合并，通常使用液相烧结（LPS）加速。
- 凝固:冷却凝固成一个整体。
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熔化:
- 熔化:将材料加热至熔点，诱发液相。
- 凝固:冷却液体，形成固态物质，由于相变，通常会出现瑕疵。
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烧结:
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烧结类型:
- 瞬态液相烧结:在烧结温度下熔化的材料（如铁中加入铜），形成暂时的液相，冷却后硬化。
- 永久液相烧结:使用永久性液态材料（如碳化物）流入开口和裂缝，进一步将材料粘合在一起。
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优缺点:
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烧结:
- 优势:能耗较低、孔隙率可控、瑕疵最小、适用于高熔点材料。
- 缺点:仅限于能在不熔化的情况下粘合的材料，可能需要额外的加工步骤。
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粘合:
- 优势:可形成完全致密的粘接，适用于复杂形状和异种材料的连接。
- 缺点:能耗较高，有可能出现瑕疵，仅限于可承受熔化的材料。
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烧结:
了解了这些关键差异，就可以根据材料特性和特定应用的预期结果选择合适的工艺。
汇总表：
| 方面 | 烧结 | 熔化 |
|---|---|---|
| 温度 | 低于熔点 | 在熔点 |
| 机理 | 热量和压力下的原子扩散 | 从固态到液态的完全相变 |
| 能源消耗 | 更低 | 较高 |
| 控制 | 对孔隙率和密度的高度控制 | 控制较少，存在瑕疵风险 |
| 应用 | 过滤器、轴承、陶瓷 | 铸造、焊接 |
| 优点 | 能量较低，瑕疵最小，适用于高熔点材料 | 完全致密粘接，适用于复杂形状 |
| 缺点 | 仅限于无需熔化即可粘合的材料 | 能量较高，有收缩或翘曲的风险 |
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