烧结是一种将材料(尤其是粉末)压实并加热,使其在不熔化的情况下形成固体的工艺。
这种技术的历史可以追溯到史前时代。
烧结在从陶瓷到金属等各种材料的发展过程中起到了关键作用。
在现代制造业中,它仍然是一项关键工艺。
5 个要点解析:烧结的演变
1.烧结的历史起源
史前起源:最早的烧结形式可以追溯到烧制陶瓷。
这个过程包括将湿粘土捏成所需的形状,然后加热使颗粒粘合在一起,从而制造出耐用的物品。
烧结的这一基本原理自古以来一直沿用至今。
原始烧结方法:除陶瓷外,原始烧结法还应用于金属和玻璃。
陶器的上釉和金属粉末的装饰都需要加热这些材料,使其从粉末变成固体。
2.现代烧结技术的发展
威廉-柯立芝的贡献:现代烧结作为一种科学和商业工艺始于威廉-柯立芝 1909 年的工作。
他通过对粉末成型坯料进行热挤压和拉伸,开发出了韧性钨丝,这对制造更耐用的灯丝至关重要。
材料科学的演变:烧结现已被公认为材料科学和工程学的四大基本要素之一。
随着先进材料合成和加工技术的进步,烧结技术的重要性也与日俱增。
不同的烧结技术可以生产出具有可控微观结构和性能的产品。
3.烧结的解释方法
经验和理论方法:由于烧结过程的复杂性,人们提出了各种理解和解释烧结过程的方法。
经验方法包括在受控条件下观察烧结行为,而理论方法则使用模型模拟烧结过程。
在过去的 50 年中,这两种方法都对烧结机理和驱动力的定性理解做出了贡献。
4.烧结的现代应用
用途广泛:现代烧结的应用遍及各行各业,包括制造钢结构部件、用于过滤的多孔金属、钨丝、自润滑轴承、磁性材料、电气触点、牙科和医疗产品以及切割工具。
重要性和优点:烧结是赋予材料强度、完整性和其他理想特性的关键。
它可以利用高熔点金属制造产品,而无需完全熔化,这是一个显著的优势。
5.烧结的历史里程碑
陶瓷和金属烧结:陶瓷烧结已有 26 000 多年的历史,而金属烧结则是最近才发展起来的。
硬质合金是烧结技术的现代应用。
烧结科学的兴起:对烧结的科学研究始于 20 世纪 40 年代,到 20 世纪 80 年代中期发展成熟,促进了复杂烧结技术的发展和对烧结的理解。
总之,烧结技术已从古老的做法发展成为一种精密的科学工艺,在现代工业中有着广泛的应用。
它能够将粉末转化为持久、复杂的结构,是材料科学和工程学中不可或缺的技术。
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