粉末燒結是一種材料加工工藝,主要用於製造粉末冶金產品,其過程涉及將金屬或陶瓷等材料的粉末體在低於主要成分熔點的溫度下加熱,使顆粒之間發生粘結和擴散,從而形成緻密、具有特定強度和特性的材料或製品。粉末燒結的過程包括幾個重要的步驟:
準備粉末。這包括選擇合適的粉末原料,以及在必要時加入填料或造孔劑。
成型。將粉末體壓製成所需形狀的坯塊,這一步驟有時可以省略,特別是在進行所謂的「松裝燒結」時。
燒結。在保護性氣氛或真空環境中,將粉末坯塊加熱至低於其熔點的溫度,在這一過程中,粉末顆粒之間發生物理和化學作用,導致顆粒間的粘結和緻密化。
後處理。燒結後的製品通常還需要進行後處理,如熱處理、表面處理等,以提高其最終性能。
粉末燒結技術包括幾種不同的方法,如固相燒結、液相燒結、壓力燒結、電火花燒結、活化燒結等,這些方法適用於不同的材料和套用場景。例如,固相燒結是在低於粉末體內各組分熔點的溫度下進行,而液相燒結則可能在某種組分的熔點以上進行,導致粉末壓坯中出現少量液相。活化燒結是一種特殊技術,通過物理或化學措施降低燒結溫度和時間,提高燒結體的性能。
此外,還有一些先進的技術,如雷射燒結,利用雷射瞬間加熱金屬粉末至熔融狀態,實現快速成型。這種技術廣泛套用於模具製造、齒科、植入體和醫療器械等領域。粉末燒結技術因其能夠從粉態直接製造出具有特定性能的材料製品,被廣泛套用於航空航天、汽車製造、生物醫療等多個領域。