热压烧结课件

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1、材料合成与制备第四章热压烧结站长素材SC.CHINAZ.COM1热压烧结的发展2热压烧结的原理3热压烧结工艺4热压烧结应用实例材料合成与制备24.1热压烧结的发展ò1826年索波列夫斯基首次利用常温压力烧结的方法得到白金。热压是粉末冶金应用较早的一种热成形技术。ò1912年，德国发表了用热压将钨粉和碳化钨粉制造致密件的专利。ò1926～1927年，德国将热压技术用于制造硬质合金。从1930年起，热压更快地发展起来，主要应用于大型硬质合金制品、难熔化合物和现代陶瓷等方面。材料合成与制备3热压烧结优点：许多陶瓷粉体(或素坯)在烧结过程中，由于烧结温度的

2、提高和烧结时间的延长，而导致晶粒长大。与陶瓷无压烧结相比，热压烧结能降低烧结温度和缩短烧结时间，可获得细晶粒的陶瓷材料。材料合成与制备4MoFeB提高强例：度20％以上热压氮化硅材料的抗弯强度和断裂韧性分别可达1100MPa和9MPa·m1/2；热压氧化锆增韧陶瓷的抗弯强度和断裂韧性分别为1500MPa和15MPa·m1/2。此外，一些含有易挥发组分的陶瓷，如氧化铅、氧化锌和某些氮化物，以及用纤维、晶须、片状晶粒、颗粒弥散强化的陶瓷基复合材料，用热压工艺比用无压烧结容易获得高致密的材料。材料合成与制备54.2热压烧结的原理∑7.2.1热压烧结的概念

3、∑7.2.2热压烧结的原理∑7.2.3热压烧结的适用范围材料合成与制备64.2.1热压烧结的概念烧结是陶瓷生坯在高温下的致密化过程和现象的总称。随着温度的上升和时间的延长，固体颗粒相互键联，晶粒长大，空隙(气孔)和晶界渐趋减少，通过物质的传递，其总体积收缩，密度增加，最后成为坚硬的只有某种显微结构的多晶烧结体，这种现象称为烧结。烧结是在一定温度下借助于原子迁移减少成型体中气孔、增强颗粒之间结合、提高机械强度的工艺过程。材料合成与制备71粉末松装烧结，制造过滤材料（不锈钢，青铜，黄铜，钛等）和催化材料（铁，镍，铂等）2低于主要组分熔点的温度*固相烧结

4、：烧结温度低于所有组分的熔点*液相烧结：烧结温度低于主要组分的熔点但高于次要组分的熔点，如：WC-Co，W-Cu-Ni3烧结的目的依靠热激活作用，原子发生迁移，粉末颗粒形成冶金结合。材料合成与制备烧结操作的重要性1粉末冶金工艺两个基本加工步骤之一2决定了P/M制品的性能3烧结废品很难补救，如铁基部件的脱渗碳和严重的烧结变形4热处理，过程能耗大→降低烧结温度是有意义（降低能耗和提高烧结炉寿命）5纳米块体材料的获得必须依赖烧结过程的控制材料合成与制备烧结过程可以分为两大类：不加压烧结加压烧结施加外压力的烧结，施加外压力的烧结，不施加外压力的烧结，不施加

5、外压力的烧结，简称加压烧结简称加压烧结简称不加压烧结简称不加压烧结(appliedpressure(appliedpressure))oror(pressurelesssintering)(pressure—assisted(pressure—assisted(pressurelesssintering)sintering)sintering)对松散粉末或粉末压坯同对松散粉末或粉末压坯同时施以高温和外压，则是时施以高温和外压，则是所谓的加压烧结所谓的加压烧结材料合成与制备10外力的引入：HP、HIP、超高压烧结（纳米晶材料）快速烧结技术1电固结工艺

6、2热等静压(HIP)3微波烧结技术4激光烧结5等离子体烧结6电火花烧结材料合成与制备热压热压是指在对置于限定形状的石墨模具中的松散粉末或是指在对置于限定形状的石墨模具中的松散粉末或对粉末压坯加热的同时对其施加对粉末压坯加热的同时对其施加单轴压力的烧结过程。单轴压力的烧结过程。热压的优点：(1)热压时，由于粉料处于热塑性状态，形变阻力小，易于塑性流动和致密化，因此，所需的成型压力仅为冷压法的1/10，可以成型大尺寸的A1O、BeO、BN和TiB等产品。232(2)由于同时加温、加压，有助于粉末颗粒的接触和扩散、流动等传质过程，降低烧结温度和缩短烧结时

7、间，因而抑制了晶粒的长大。材料合成与制备12(3)热压法容易获得接近理论密度、气孔率接近于零的烧结体，容易得到细晶粒的组织，容易实现晶体的取向效应和控制台有高蒸气压成分纳系统的组成变化，因而容易得到具有良好机械性能、电学性能的产品。(4)能生产形状较复杂、尺寸较精确的产品。热压法的缺点是生产率低、成本高材料合成与制备134.2.2热压烧结的原理1固体粉末烧结的过程和特点2固体粉末烧结的本征热力学驱动力3固相烧结动力学4热压过程的基本规律材料合成与制备141固体粉末烧结的过程和特点ò坯体烧结后在宏观上的变化是：体积收缩；致密度提高；强度增加。ò因此烧

8、结程度可以用坯体收缩率、气孔率或体积密度与理论密度之比等来表征。ò在热力学上，所谓烧结是指系统总能量减少的过程。材料合成与