烧结是一种将松散粉末转化为固体的工艺。
它通过加热和加压来促进颗粒之间的原子扩散和结合。
这将导致致密化并提高材料的性能。
粉末成分和压实：烧结的基础
烧结工艺始于粉末的成分。
水、解絮剂、粘结剂和陶瓷粉末等各种成分混合形成浆料。
然后将浆料喷雾干燥，制成具有特定性能的粉末。
然后对粉末进行压实，通常采用冷压或热压等机械致密化方法。
这一阶段对于实现严格的公差和最大限度地减少干燥收缩至关重要。
烧结工艺：转变的核心
实际烧结过程包括几个阶段。
首先，将压实的粉末在受控环境中加热，通常是在烧结炉中。
温度设定在材料熔点以下，以促进颗粒粘合，同时又不会导致完全熔化。
在这一加热阶段，会发生原子扩散，导致颗粒之间形成颈状连接。
这一过程可降低材料的孔隙率，增强其机械、电气和热性能。
这种致密化的驱动力是由于表面积和表面自由能的减少而导致的总自由能的变化。
微观机制：幕后的科学
在微观层面上，物质传递受到压力变化和表面自由能差异的影响。
当颗粒尺寸较小时，这些影响更为明显。
因此，陶瓷技术中经常使用细粒材料。
与颗粒大小相关的结合面积是强度和导电性等性能的决定因素。
可控变量：精确到每个细节
烧结过程中可以控制的关键变量是温度和初始晶粒大小。
要获得理想的材料特性，对这些变量的精确控制至关重要。
最后阶段：凝固成功
致密化过程结束后，烧结产品将冷却凝固成坚硬的内聚结构。
这一最后阶段对于保持烧结部件的完整性和尺寸稳定性至关重要。
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