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顆粒粘結(jié)面的形成,通常不會(huì)導(dǎo)致燒結(jié)體的收縮,因而致密化不標(biāo)志燒結(jié)過(guò)程的開始,而只有燒結(jié)體的強(qiáng)度增大才是燒結(jié)發(fā)生的明顯標(biāo)志。隨著燒結(jié)頸的增大,總孔隙全積減少,顆粒間距離縮短,燒結(jié)體的致密化過(guò)程才真正開始,因此,還原鐵粉的粉末的等溫?zé)Y(jié)過(guò)程,按時(shí)間可以分三個(gè)界限不直分明顯的階段:
燒結(jié)初期,顆粒間的原始接觸點(diǎn)或面轉(zhuǎn)變成晶體結(jié)合,即通過(guò)成核,結(jié)晶長(zhǎng)大等原子過(guò)程形成燒結(jié)頸。在這一階段內(nèi),顆粒內(nèi)的晶粒不發(fā)生變化,顆粒外形也基本未變,整 個(gè)燒結(jié)體不發(fā)生收縮,密度增加也極微小,但是燒結(jié)體的強(qiáng)度和導(dǎo)電性由于顆粒結(jié)合面增大而有明顯增加;
原子向顆粒結(jié)合面的大量遷移使燒結(jié)頸擴(kuò)大,顆粒間距離縮小,形成連續(xù)的孔隙網(wǎng)絡(luò);同時(shí)由于晶粒長(zhǎng)大,晶界越過(guò)孔隙移動(dòng),而被晶界掃過(guò)的地方,孔隙大量消失,燒結(jié)體收縮,密度和強(qiáng)度增加是這個(gè)階段的主要特征;
當(dāng)燒結(jié)體密度達(dá)到90%以后,多數(shù)孔隙被分隔,閉也數(shù)量大為增加,孔隙形狀趨近球形并不斷縮小,在這個(gè)階段,整個(gè)燒結(jié)體使可緩慢收縮,但主要是靠小孔的消失和孔隙數(shù)量的減少來(lái)實(shí)現(xiàn)。這一階段可以延續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間,但是仍殘留少量的隔離小孔隙不能消除。
等溫?zé)Y(jié)的三個(gè)階段的相對(duì)長(zhǎng)短主要由燒結(jié)溫度決定:溫底低,可能僅出現(xiàn)階段;在生產(chǎn)條件下,至少應(yīng)保證第二階段接近完成;溫度越高,出現(xiàn)第二第三階段就越早,在連續(xù)燒結(jié)時(shí),階段可能在升溫過(guò)程中就完成了。
將燒結(jié)過(guò)程劃分為上述三個(gè)階段,并未包括燒結(jié)中所有可能出現(xiàn)的現(xiàn)象,例如還原鐵粉粉末表面氣體或水分的揮發(fā),氧化物的還原和離解,顆粒內(nèi)應(yīng)力的消除,金屬的回復(fù)和再結(jié)晶以及聚晶長(zhǎng)大等。