液相烧结
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书山有路勤为径,学海无涯苦作舟
材料的烧结----液相烧结
液相烧结:凡是有液相参与的烧结过程称为液相烧结。
液相烧结的主要传质方式有:流动传质、溶解-沉淀传质等。
1、液相烧结的特点
液相烧结与固态烧结的共同之点是烧结的推动力都是表面能;烧结过程也是由颗粒重排、气孔填充和晶粒生长等阶段组成。
不同点是:由于流动传质速率比扩散快,因而液相烧结的致密化速率高,可使坯体在比固态烧结温度低得多的情况下获得致密的烧结体。
此外,液相烧结过程的速率与液相的数量、液相性质(粘度、表面张力等)、液相与固相的润湿情况、固相在液相中的溶解度等有密切的关系。
2、流动传质
粘性流动:在高温下依靠粘性液体流动而致密化是大多数硅酸盐材料烧结的主要传质过程。
在液相烧结时,由于高温下粘性液体(熔融体)出现牛顿型流动而产生的传质称为粘性流动传质(或粘性蠕变传质)。
粘性流动初期的传质动力学公式:
式中r 为颗粒半径;x 为颈部半径;η为液体粘度;γ为液-气表面张力,t 为烧结时间。
适合粘性流动传质全过程的烧结速率公式:
式中θ为相对密度。
塑性流动:当坯体中液相含量很少时,高温下流动传质不能看成是纯牛顿型流动,而是属于塑性流动类型。
也即只有作用力超过其屈服值(f)时,流动速率才与作用的剪切应力成正比。
此时传质动力学公式改变为:
式中η是作用力超过f 时液体的粘度;r 为颗粒原始半径。
3、溶解- 沉淀传质。
烧结的问题和解答第九章烧结1、解释下列名词(1)烧结:粉料受压成型后在高温作用下而致密化的物理过程。
烧成:坯体经过高温处理成为制品的过程,烧成包括多种物理变化和化学变化。
烧成的含义包括的范围广,烧结只是烧成过程中的一个重要部分。
(2)晶粒生长:无应变的材料在热处理时,平均晶粒尺寸在不改变其分布的情况下,连续增大的过程。
二次再结晶:少数巨大晶粒在细晶消耗时成核长大过程。
(3)固相烧结:固态粉末在适当的温度、压力、气氛和时间条件下,通过物质与气孔之间的传质,变为坚硬、致密烧结体的过程。
液相烧结:有液相参加的烧结过程。
2、详细说明外加剂对烧结的影响?答:(1)外加剂与烧结主体形成固溶体使主晶格畸变,缺陷增加,有利结构基元移动而促进烧结;(2)外加剂与烧结主体形成液相,促进烧结;(3)外加剂与烧结主体形成化合物,促进烧结;(4)外加剂阻止多晶转变,促进烧结;(5)外加剂起扩大烧结范围的作用。
3、简述烧结过程的推动力是什么?答:能量差,压力差,空位差。
4、说明影响烧结的因素?答:(1)粉末的粒度。
细颗粒增加了烧结推动力,缩短原子扩散距离,提高颗粒在液相中的溶解度,从而导致烧结过程的加速;(2)外加剂的作用。
在固相烧结中,有少量外加剂可与主晶相形成固溶体,促进缺陷增加,在液相烧结中,外加剂改变液相的性质(如粘度,组成等),促进烧结。
(3)烧结温度:晶体中晶格能越大,离子结合也越牢固,离子扩散也越困难,烧结温度越高。
(4)保温时间:高温段以体积扩散为主,以短时间为好,低温段为表面扩散为主,低温时间越长,不仅不引起致密化,反而会因表面扩散,改变了气孔的形状而给制品性能带来损害,要尽可能快地从低温升到高温,以创造体积扩散条件。
(5)气氛的影响:氧化,还原,中性。
(6)成形压力影响:一般说成型压力越大颗粒间接触越紧密,对烧结越有利。
5、在扩散传质的烧结过程中,使坯体致密的推动力是什么?哪些方法可促进烧结?说明原因。
一、液相量水泥熟料的主要矿物硅酸三钙是通过液相烧结进行的。
在高温液相作用下,硅酸二钙和游离氧化钙都逐步溶解于液相中,以离子的形式发生反应,形成硅酸三钙,水泥熟料逐渐烧结,物料由疏松状态转变为色泽灰黑、结构致密的熟料。
在硅酸盐水泥熟料中,由于含有氧化镁、氧化钠、氧化钾、硫酐、氧化钛等易熔物,其最低共熔温度约为1250℃。
随着温度的升高和时间的延长,液相量会增加,液相黏度会减小,使参与反应的离子更易扩散和结合,也就是说液相在熟料的形成过程中起着非常重要的作用,而且受到水泥熟料化学成分和烧成温度的影响。
既然液相量与化学成分有关,那么在配料上将如何控制呢?根据以往的经验,选定义为1450℃下(比较接近于生产实际)的液相量,液相量按下式计算:L=3.0A+2.25F+M+R式中,L、A、F、M、R分别表示水泥熟料的液相量、氧化铝、氧化铁、氧化镁、氧化钠和氧化钾的合量。
水泥熟料的烧成在现阶段的工艺条件下(预分解窑),液相量一般控制在20%-30%的范围内。
这个范围是对所有水泥厂而言的,就某个厂来讲显然是太宽了,各厂应根据自己的实际情况摸索出适合自己厂情的最佳控制范围。
液相量不仅和组分的性质有关,也与组分的含量、熟料烧结温度有关。
一般铝酸三钙(C3A)和铁铝酸四钙(C4AF)在1300℃左右时,都能熔成液相,所以称C3A与C4AF为熔剂性矿物,而C3A与C4AF的增加必须是Al2O3和Fe2O3的增加,所以熟料中Al2O3和Fe2O3的增加使液相量增加。
熟料中MgO、R2O等成分也能增加液相量,但MgO和R2O在含量较多时为有害成分,只有通过增加Al2O3和Fe2O3的含量增加液相量,才有利于C3S 的生成。
但液相量也不是越多越好,过多的液相量易导致结大块、结圈。
二、液相黏度液相黏度对硅酸三钙的形成影响较大。
黏度小,液相中质点的扩散速度增加,有利于硅酸三钙的形成。
液相黏度与液相组成有关,R2O含量的增加,液相黏度会增加,但MgO、K2SO4、Na2SO4、SO3含量增加,液相黏度会有所下降。
低温烧结工艺原理的探讨
低温烧结是一种烧结工艺,特点是在较低温度下进行,通常在晶体材料的熔点附近进行。
这种烧结工艺可以避免晶体材料的高温熔化和晶粒生长,从而保持材料的纯度和微观结构。
1.高度分散性:低温烧结工艺利用高能球磨等方法,将原始材料粉末进行机械破碎,使其分散成单个颗粒。
相对于传统的烧结工艺,这种方法能够有效降低晶粒的尺寸,提高材料的分散性和可压性。
2.原子扩散:在低温烧结过程中,由于晶格缺陷的存在,材料中的原子会发生扩散运动。
这种扩散运动可以使不同颗粒之间的原子相互交换,从而加强颗粒之间的结合力。
当材料达到一定温度时,原子扩散速率将增加,从而加快颗粒的结合速度。
3.液相烧结:低温烧结过程中,一些材料会在高温下形成液相,这种液相能够起到润滑作用,使粉末颗粒之间更易于结合。
液相烧结通常需要加入其中一种助熔剂或添加剂,以降低材料的熔点和增加材料颗粒的结合力。
4.压力:在低温烧结过程中,通常需要施加一定的压力,以增加颗粒之间的接触面积和结合力。
通过施加压力,颗粒之间的结合力将增强,从而有利于形成坚固的结构。
低温烧结工艺的应用非常广泛。
例如,在陶瓷材料领域,低温烧结工艺能够制备出高硬度、高韧性的材料。
在金属材料领域,低温烧结工艺能够制备出高密度、细晶粒的材料。
此外,低温烧结工艺还被广泛应用于电子材料、功能材料、能源材料等领域。
总的来说,低温烧结工艺通过控制温度、压力和添加剂等因素,使材料颗粒之间得到较好的结合,从而实现材料的高密度、细晶粒和良好的性能。
随着科技的不断发展,低温烧结工艺也将得到更多的应用和进一步的改进。
液相烧结的早期观点:液相的作用主要是一种物理过程,液相出现时由于毛细管压液相的作用主要是种物理过程液相出现时由于毛细管压力的作用,将引起坯体中粉粒或尖凸部分在液相中溶解,通过扩散而在另一部分的淀析;由于润湿作用而使固-液界面能下降。
Ref: 网络课件液相烧结的早期观点:液相的作用主要是一种物理过程,液相出现时由于毛细管压液相的作用主要是种物理过程液相出现时由于毛细管压力的作用,将引起坯体中粉粒或尖凸部分在液相中溶解,通过扩散而在另一部分的淀析;由于润湿作用而使固-液界面能下降。
¾近期的研究发现:近期的研究发现在绝大多数情况下,液相烧结都伴随着不同形式的化学反应。
这种化学反应的作用力远比毛细管压力大,其所引起的体系自由能的下降,也比表面(包括界面)自由能的下降要大几个数量级,的降也表括自的降大个数故有人将这类有反应作用的烧结称之为活化烧结(Activated sintering)。
§3-6 液相与活化烧结一、液相烧结中的物理作用过程前提条件:¾体系中必须具有一定的液相含量;体系中必须具有一定的液相含量¾固相物质在液相中必须具有明显的溶解度;¾液相必须能较好地润湿固相物质。
产生的物理效应:1.润滑效应——液相对固粒的润滑作用,使粉粒之间的摩擦减小,便于粉粒作相对运动,可使成型时留下的内应力下降,粉粒堆集度也有所改善。
2.毛细管压力与粉粒的初次重排当液相能很好润湿固相时,粉粒间的大多数空隙都将被液相填充,形成毛细管状液膜。
直径为0.1-1微米的毛细管在可在般陶瓷粉粒间产生110Mpa左右的压强,如此大的压可在一般陶瓷粉粒间产生1-10Mpa强加上液相的润滑作用,使胚体成型后粉粒重新排布,达到更紧密的空间堆积。
这被称为烧结过程中的初次重排。
5.熟化与外形适应(Ripening with shape accommodation)——奥氏熟化(Ostwald Ripening)d ti)奥氏熟化(O t ld Ri i)在可传质媒介中的颗粒大现象在可传质媒介中的颗粒长大现象。
液相烧结的基本条件一、液相烧结技术的原理液相烧结是一种常用的粉末冶金加工方法,通过加入适量的液相助熔剂,使粉末颗粒在高温下熔结成块状。
液相烧结的基本原理是:当热量作用于粉末堆体时,液相助熔剂在高温下熔化,填充在粉末颗粒之间,形成润湿层。
在润湿层的作用下,粉末颗粒之间发生了扩散和熔结,最终形成致密的块状产物。
二、液相烧结技术的应用液相烧结技术广泛应用于金属、陶瓷和复合材料等领域。
在金属材料方面,液相烧结可以用于制备高性能的工具钢、高速钢、不锈钢等。
在陶瓷材料方面,液相烧结可以制备高纯度的氧化铝、碳化硅、氮化硅等材料。
在复合材料方面,液相烧结可以用于制备金属基复合材料、陶瓷基复合材料等。
三、液相烧结技术的操作条件1. 温度:液相烧结的温度是影响烧结过程的重要参数。
温度过高会导致颗粒过度生长,烧结过程难以控制;温度过低则会影响烧结体的致密性。
不同材料的烧结温度有所差异,需要根据具体材料进行调控。
2. 压力:适当的压力可以促进粉末颗粒之间的扩散和熔结,提高烧结体的致密性。
压力过大可能导致烧结体变形或产生裂纹,压力过小则会影响烧结效果。
压力的选择应根据具体材料和烧结工艺进行调整。
3. 时间:烧结时间是影响烧结过程的重要因素。
时间过短会导致烧结体致密性不高,时间过长可能使烧结体结构粗化。
烧结时间的选择应综合考虑材料的烧结性能和工艺要求。
4. 液相助熔剂:液相助熔剂是液相烧结过程中的关键因素,它可以降低烧结温度,促进粉末颗粒的熔结。
常用的液相助熔剂有金属、氧化物、硼化物等。
液相助熔剂的选择应根据具体材料的烧结要求进行调整。
四、液相烧结技术的优缺点液相烧结技术具有以下优点:烧结体致密性高,性能稳定;可以制备复杂形状的零件;适用于高温材料和难熔材料。
然而,液相烧结技术也存在一些缺点:烧结过程中易产生气孔、裂纹等缺陷;烧结温度高,能耗较大;烧结过程中易产生气体污染。
总结液相烧结技术是一种重要的粉末冶金加工方法,具有广泛的应用前景。
目录摘要低熔点氧化物添加剂在烧结时形成液相,液相添加剂具有很强的渗透能力,并且在烧结过程中生成新生态的纳米尺寸的稳定固体粒子,故有很好的活性,分布均匀性,弥散性极强烈的阻碍晶粒长大的作用。
低熔点氧化物形成的液相,通过添加低熔点添加剂在烧结阶段形成液相,在较大的程度上降低材料的烧结激活能,从而促进烧结中物质的传递以及产品的致密化。
促进铁氧体产品的致密化,提高磁体密度改善材料的磁性能,使铁氧体产品在较低的温度达到较高的体积密度,降低产品烧结温度。
关键词:液相烧结;铁氧体;磁性材料ABSTRACTLow melting point oxide compound chemical additive when agglutination forms the liquid phase, the liquid phase chemical additive has the very strong seepage ability, and produces the nascent state in the agglutination process the nanometer size stable solids, therefore has the very good activeness, distributed uniformity, dispersivity extremely intense hindrance crystal growth function. The low melting point oxide compound forms the liquid phase, through increases the low melting point chemical additive to form the liquid phase in the agglutination stage, reduces the material in the great degree the agglutination activation energy, thus in acceleration of sintering material transmission as well as product densific ation. The promotion ferrites product's densification, enhances the magnet density improvement material magnetism performance, enables the ferrites product to achieve the high bulk density in the low temperature, reduces the product agglutination temperature.key word: Liquid phase sintering; Ferrites; Magnetic material前言永磁铁氧体材料的矫顽力和抗腐蚀性都比较好,尤其是它的低成本更是其它磁钢所无法比拟的,尤其是M型Sr永磁铁氧体材料有良好的性能,是具有重要的商业意义的永磁材料,应用领域非常广泛。
液相烧结粉末压坯仅通过固相烧结难以获得很高的密度,如果在烧结温度下,低熔组元熔化或形成低熔共晶物,那么由液相引起的物质迁移比固相扩散快,而且最终液相将填满烧结体内的孔隙,因此可获得密度高、性能好的烧结产品。
液相烧结的应用极为广泛,如制造各种烧结合金零件、电触头材料、硬质合金及金属陶瓷材料等。
液相烧结可得到具有多相组织的合金或复合材料,即由烧结过程中一直保持固相的难熔组分的颗粒和提供液相(一般体积占13%一35%)的粘结相所构成。
固相在液相中不溶解或溶解度很小时,称为互不溶系液相烧结,如假合金、氧化物—金属陶瓷材料。
另一类是固相在液相有一定溶解度,如Cu —Pb 、W —Cu —Ni 、WC —Co 、TiC —Ni 等,但烧结过程仍自始至终有液相存在。
特殊情况下,通过液相烧结也可获得单相合金,这时,液相量有限,又大量溶解于固相形成固溶体或化合物,因而烧结保温的后期液相消失,如Fe —Cu(Cu <8%)、Fe —Ni —A1、Ag —Ni 、Cu —Sn 等合金,称瞬时液相烧结。
一、液相烧结肋条件液相烧结能否顺利完成(致密化进行彻底),取决于同液相性质有关的三个基本条件。
1.润湿性液相对固相颗粒的表面润湿性好是液相烧结的重要条件之一,对致密化、合金组织与性能的影响极大。
润湿性由固相、液相的表面张力(比表面能)S γ、L γ以及两相的界面张力(界面能) SL γ所决定。
如图5—47所示:当液相润湿固相时,在接触点A 用杨氏方程表示平衡的热力学条件为cos S SL L γγγθ=+式中θ——湿润角或接触角。
完全润湿时,0θ=,cos S SL L γγγθ=+式变为S SL L γγγ=+;完全不润湿时,θ>90,则SL L S γγγ≥+。
图5—47表示介于前两者之间部分润湿的状态,0<θ<90。
液相烧结需满足的润湿条件就是润湿角θ<90;如果θ>90,烧结开始时液相即使生成,也会很快跑出烧结体外,称为渗出。
这样,烧结合金中的低熔组分将大部分损失掉,使烧结致密化过程不能顺利完成。
液相只有具备完全或部分润湿的条件,才能渗入颗粒的微孔和裂隙甚至晶粒间界,形成如图5—48所示的状态。
此时,固相界面张力SS γ取决于液相对固相的润湿。
平衡时,()2cos 2SS SL γγφ=,φ称二面角。
可见,二面角愈小时,液相渗进固相界面愈深。
当φ=0时,2SL SS γγ=,表示液相将固相界面完全隔离,液相完全包裹固相。
如果12SL SS γγ>,则0φ> ;如果SL SS γγ=,则120φ= ,这时液相不能浸入固相界面,只产生固相颗粒问的烧结。
实际上,只有液相与固相的界面张力SL γ愈小,也就是液相润湿固相愈好时,二面角才愈小,才愈容易烧结。
影响润湿性的因素是复杂的。
根据热力学的分析,润湿过程是由所谓粘着功决定的,可由下式表示:SL S L SL W γγγ=+-将cos S SL L γγγθ=+式代入上式得到()1cos SL L W γθ=+说明,只有当固相与液相表面能之和()S L γγ+大于固—液界面能()SL γ时,也就是粘着功SL W >0时,液相才能润湿固相表面。
所以,减小SL γ或减小θ将使SL W 增大对润湿有利。
往液相内加入表面活性物质或改变温度可影响SL γ的大小。
但固、液本身的表面能S γ和L γ不能直接影响SL W ,因为它们的变化也引起SL γ改变。
所以增大S γ并不能改善润湿性。
(1)温度与时间的影响 升高温度或延长液—固接触时间均能减小θ角,但时间的作用是有限的。
基于界面化学反应的润湿热力学理论,升高温度有利于界面反应,从而改善润湿性。
金属对氧化物润湿时,界面反应是吸热的,升高温度对系统自由能降低有利,故SL γ降低,而温度对S γ和L γ的影响却不大。
在金属—金属体系内,温度升高也能降低润湿角(图5—49)。
根据这一理论,延长时间有利于通过界面反应建立平衡。
(2)表面活性物质的影响 铜中添加镍能改善对许多金属或化合物的润湿性,表5—8是对ZrC 润湿性的影响。
另外,镍中加少量钼可使它对TiC 的润湿角由30 降至0 ,二面角由45 降至0。
表面活性元素的作用并不表现为降低L γ,只有减小SL γ才能使润湿性改善。
(3)粉末表面状态的影响 粉末表面吸附气体、杂质或有氧化膜、油污存在,均将降低液体对粉末的润湿性。
固相表面吸附了其它物质后的表面能S γ总是低于真空时的 γ,因为吸附本身就降低了表面自由能。
粉末烧结前用于氢还原,除去水分和还原表面氧化膜,可以改善液相烧结的效果。
(4)气氛的影响 表5—9列举了铁族金属对某些氧化物和碳化物的润湿角的数据。
可见,气氛会影响θ的大小,原因不完全清楚,可以从粉末的表面状态因气氛不同而变化来考虑。
多数情况下,粉末有氧化膜存在,氢和真对消除氧化膜有利,故可改善润湿性;但是,无氧化膜存在时,真空不一定比惰性气氛对润湿性更有利。
2.溶解度固相在液相中有一定溶解度是液相烧结的又一条件,因为:(1)固相有限溶解于液相可改善润湿性;(2)固相溶于液相后,液相数量相对增加;(3)固相溶于液相,可借助液相进行物质迁移;(4)溶在液相中的组分,冷却时如能再析出,可填补固相颗粒表面的缺陷和颗粒间隙,从而增大固相颗粒分布的均匀性。
但是,溶解度过大会使液相数量太多,也对烧结过程不利。
例如形成无限互溶固溶体的合金,液相烧结因烧结体解体而根本无法进行。
另外,如果固相溶解对液相冷却后的性能有不好影响(如变脆)时,也不宜于采用液相烧结。
3.液相数量液相烧结应以液相填满固相颗粒的间隙为限度。
烧结开始,颗粒间孔隙较多,经过一段液相烧结后,颗粒重新排列并且有一部分小颗粒溶解,使孔隙被增加的液相所填充,孔隙相对减小。
一般认为,液相量以不超过烧结体体积的35%为宜。
超过时不能保证产品的形状和尺寸;过少时烧结体内将残留一部分不被液相填充的小孔,而且固相颗粒也将因直接接触而过分烧结长大。
二、液相烷给过程和机构液相烧结的动力是液相表面张力和固—液界面张力。
1.烧结过程液相烧结过程大致上可划分为三个界线不十分明显的阶段:(1)液相流动与颗粒重排阶段 固相烧结时,不可能发生颗粒的相对移动,但在有液相存在时,颗粒在液相内近似悬浮状态。
受液相表面张力的推动发生位移,因而液相对固相颗粒润湿和有足够的液相存在是颗粒移动的重要前提。
颗粒间孔隙中液相所形成的毛细管力以及液相本身的粘性流动,使颗粒调整位置、重新分布以达到最紧密的排布,在这阶段,烧结体密度迅速增大。
(2)固相溶解和再析出阶段 固相颗粒表面的原子逐渐溶解于液相,溶解度随温度和颗粒的形状、大小而变。
液相对于小颗粒有较大的饱和溶解度,小颗粒先溶解,颗粒表面的棱角和凸起部位(具有较大曲率)也优先溶解,因此,小颗粒趋向减小,颗粒表面趋向平整光滑。
相反,大颗粒的饱和溶解度较低,使液相中一部分过饱和的原子在大颗粒表面沉析出来,使大颗粒趋于长大。
这就是固相溶解和再析出,即通过液相的物质迁移过程,与第一阶段相比,致密化速度减慢。
(3)固相烧结阶段 经过前面两个阶段,颗粒之间靠拢,在颗粒接触表面同时产生固相烧结,使颗粒彼此粘合,形成坚固的固相骨架。
这时,剩余液相充填于骨架的间隙。
这阶段以固相烧结为主,致密化己显著减慢。
2.烧结机构(1)颗粒重排机构 液相受毛细管力驱使流动,使颗粒重新排列以获得最紧密的堆砌和最小的孔隙总表面积。
因为液相润湿因相并渗进颗粒间隙必须满足2S L SS SL γγγγ>>>的热力学条件,所以固—气界面逐渐消失,液相完全包围固相颗粒,这时在液相内仍留下大大小小的气孔。
由于液相作用在气孔上的应力2L r σγ=-(r 为气孔半径)随孔径大小而异,故作用在大小气孔上的压力差将驱使液相在这些气孔之间流动,这称为液相粘性流动。
另外,如图5—5l 所示,渗进颗粒间隙的液相由于毛细管张力γρ而产生使颗粒相互靠拢的分力(如箭头所示)。
由于固相颗粒在大小和表面形状上的差异、毛细管内液相凹面的曲率半径(ρ)不相同,使作用于每一颗粒及各方向上的毛细管力及其分力不相等,使得颗粒在液相内漂动,颗粒重排得以顺利完成。
基于以上两种机构,颗粒重排和气孔收缩的过程进行得很迅速,致密化很快完成。
但是,由于颗粒靠拢到一定程度后形成搭桥,对液相粘性流动的阻力增大,因此,颗粒重排阶段不可能达到完全致密,还需通过下面两个过程才能完全致密化。
(2)溶解—再析出机构 因颗粒大小不同、表面形状不规整,各部位的曲率不相同造成饱和溶解度不相等,引起颗粒之间或颗粒不同部位之间的物质通过液相迁移时,小颗粒或颗粒表面曲率大的部位溶解较多,相反地,溶解物质又在大颗粒表面或具有负曲率的部位析出。
同饱和蒸气压的计算一样,具有曲率半径r 的颗粒,它的饱和溶解度与平面(r =∞)上的平衡浓度之差为321SL r L L L L kT rγδ∞∞∆=-=⨯⨯ 即L ∆与r 成反比,因而小颗粒先于大颗粒溶解。
溶解和再析出过程使得颗粒外形逐渐趋于球形,小颗粒减小或消失,大颗粒更加长大。
同时,颗粒依靠形状适应而达到更紧密堆积,促进烧结体收缩。
在这一阶段,致密化过程已明显减慢,因为这时气孔已基本上消失,而颗粒间距离更缩小,使液相流进孔隙变得更加困难。
(3)固架烧结机构 液相烧结有时还出现第三阶段:颗粒互相接触、粘结并形成连续骨架。
当液相不完全润湿固相或液相数量较少时,这阶段表现得非常明显,结果是大量颗粒直接接触,不被液相所包裹。
这阶段满足2SS SL γγ<或二面角0>ψ的条件。
固形成后的烧结过程与固相烧结相似。
3.烧结合金的组织液相烧结合金的组织,即固相颗粒的形状以及分布状态,取决于固相物质的结晶学特征、液相的润湿性或二面角的大小。
当固相在液相中有较大的溶解度时,液相烧结合金通过溶解和再析出,固相颗粒发生重结晶长大,冷却后的颗粒多呈卵形,紧密地排列在粘结相内,如重合金(W —Cu —Ni)组织具有这种明显的特征。
但是WC —Co 硬质合金。
由于WC 的非等轴晶特征和溶解度较小,故烧结后的合金组织中WC 保持多边形状。
再看液相烧结合金组织与二面角的关系。
根据液相对固相的润湿理论,二面角是由固—固界面张力SS γ和固—液界面张力之比决定的:()cos 212SS SL ψγ=⨯。
1SS SL γ=时,120ψ= ;SS SL γγ=60ψ= ;如SL SS γγ>,则120ψ> ,这时液相呈隔离的滴状分布在固相界面的交汇点上(图5—52(b);如S SS L γγ介于l ψ角为60120- ,液相能渗进因相间的界面;当SS SL γSL SS γγ<<时,ψ角小于60 ,液相就沿固相界面散开,完全覆盖固相颗粒表面(图5—52(a)。