1.3材料加工概述-1.4.1烧结原理
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一、烧结(1)、烧结基本原理烧结就是粉末冶金生产过程中最基本的工序之一。
烧结对最终产品的性能起着决定性作用,因为由烧结造成的废品就是无法通过以后的工序挽救的;相反,烧结前的工序中的某些缺陷,在一定的范围内可以通过烧结工艺的调整, 例如适当改变温度,调节升降温时间与速度等而加以纠正。
烧结就是粉末或粉末压坯,加热到低于其中基本成分的熔点温度,然后以一定的方法与速度冷却到室温的过程。
烧结的结果就是粉末颗粒之间发生粘结,烧结体的强度增加。
在烧结过程中发生一系列物理与化学的变化,把粉末颗粒的聚集体变成为晶粒的聚结体,从而获得具有所需物理,机械性能的制品或材料。
烧结时,除了粉末颗粒联结外,还可能发生致密化,合金化,热处理,联接等作用。
人们一般还把金属粉末烧结过程分类为:1、单相粉末(纯金属、古熔体或金属化合物)烧结;2、多相粉末(金属—金属或金属—非金属)固相烧结;3、多相粉末液相烧结;4、熔浸。
通常在目前PORITE微小轴承所接触的与需要了解的为前三类烧结。
通常在烧结过程中粉末颗粒常发生有以下几个阶段的变化:1、颗粒间开始联结;2、颗粒间粘结颈长大;3、孔隙通道的封闭;4、孔隙球化;5、孔隙收缩;6、孔隙粗化。
上述烧结过程中的种种变化都与物质的运动与迁移密切相关。
理论上机理为:1、蒸发凝聚;2、体积扩散;3、表面扩散;4、晶间扩散;5、粘性流动;6、塑性流动。
(2)、烧结工艺2-1、烧结的过程粉末冶金的烧结过程大致可以分成四个温度阶段:1、低温预烧阶段,在此阶段主要发生金属的回复及吸附气体与水分的挥发,压坯内成形剂的分解与排除等。
在PORITE微小铜、铁系轴承中,用R、B、O(Rapid Burning Off)来代替低温预烧阶段,且铜、铁系产品经过R、B、O后会氧化,但在本体中可以被还原,同时还可以促进烧结。
2、中温升温烧结阶段,在此阶段开始出现再结晶,首先在颗粒内,变形的晶粒得以恢复,改组为新晶粒,同时颗粒表面氧化物被完全还原,颗粒界面形成烧结颈。
一、烧结(1)、烧结基本原理烧结是粉末冶金生产过程中最基本的工序之一。
烧结对最终产品的性能起着决定性作用,因为由烧结造成的废品是无法通过以后的工序挽救的;相反,烧结前的工序中的某些缺陷,在一定的范围内可以通过烧结工艺的调整,例如适当改变温度,调节升降温时间与速度等而加以纠正。
烧结是粉末或粉末压坯,加热到低于其中基本成分的熔点温度,然后以一定的方法和速度冷却到室温的过程。
烧结的结果是粉末颗粒之间发生粘结,烧结体的强度增加。
在烧结过程中发生一系列物理和化学的变化,把粉末颗粒的聚集体变成为晶粒的聚结体,从而获得具有所需物理,机械性能的制品或材料。
烧结时,除了粉末颗粒联结外,还可能发生致密化,合金化,热处理,联接等作用。
人们一般还把金属粉末烧结过程分类为:1、单相粉末(纯金属、古熔体或金属化合物)烧结;2、多相粉末(金属—金属或金属—非金属)固相烧结;3、多相粉末液相烧结;4、熔浸。
通常在目前PORITE微小轴承所接触的和需要了解的为前三类烧结。
通常在烧结过程中粉末颗粒常发生有以下几个阶段的变化:1、颗粒间开始联结;2、颗粒间粘结颈长大;3、孔隙通道的封闭;4、孔隙球化;5、孔隙收缩;6、孔隙粗化。
上述烧结过程中的种种变化都与物质的运动和迁移密切相关。
理论上机理为:1、蒸发凝聚;2、体积扩散;3、表面扩散;4、晶间扩散;5、粘性流动;6、塑性流动。
(2)、烧结工艺2-1、烧结的过程粉末冶金的烧结过程大致可以分成四个温度阶段:1、低温预烧阶段,在此阶段主要发生金属的回复及吸附气体和水分的挥发,压坯内成形剂的分解和排除等。
在PORITE微小铜、铁系轴承中,用R、B、O(Rapid Burning Off)来代替低温预烧阶段,且铜、铁系产品经过R、B、O 后会氧化,但在本体中可以被还原,同时还可以促进烧结。
2、中温升温烧结阶段,在此阶段开始出现再结晶,首先在颗粒内,变形的晶粒得以恢复,改组为新晶粒,同时颗粒表面氧化物被完全还原,颗粒界面形成烧结颈。
一烧结基本原理集团标准化办公室:[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]一、烧结(1)、烧结基本原理烧结是粉末冶金生产过程中最基本的工序之一。
烧结对最终产品的性能起着决定性作用,因为由烧结造成的废品是无法通过以后的工序挽救的;相反,烧结前的工序中的某些缺陷,在一定的范围内可以通过烧结工艺的调整,例如适当改变温度,调节升降温时间与速度等而加以纠正。
烧结是粉末或粉末压坯,加热到低于其中基本成分的熔点温度,然后以一定的方法和速度冷却到室温的过程。
烧结的结果是粉末颗粒之间发生粘结,烧结体的强度增加。
在烧结过程中发生一系列物理和化学的变化,把粉末颗粒的聚集体变成为晶粒的聚结体,从而获得具有所需物理,机械性能的制品或材料。
烧结时,除了粉末颗粒联结外,还可能发生致密化,合金化,热处理,联接等作用。
人们一般还把金属粉末烧结过程分类为:1、单相粉末(纯金属、古熔体或金属化合物)烧结;2、多相粉末(金属—金属或金属—非金属)固相烧结;3、多相粉末液相烧结;4、熔浸。
通常在目前PORITE微小轴承所接触的和需要了解的为前三类烧结。
通常在烧结过程中粉末颗粒常发生有以下几个阶段的变化:1、颗粒间开始联结;2、颗粒间粘结颈长大;3、孔隙通道的封闭;4、孔隙球化;5、孔隙收缩;6、孔隙粗化。
上述烧结过程中的种种变化都与物质的运动和迁移密切相关。
理论上机理为:1、蒸发凝聚;2、体积扩散;3、表面扩散;4、晶间扩散;5、粘性流动;6、塑性流动。
(2)、烧结工艺2-1、烧结的过程粉末冶金的烧结过程大致可以分成四个温度阶段:1、低温预烧阶段,在此阶段主要发生金属的回复及吸附气体和水分的挥发,压坯内成形剂的分解和排除等。
在PORITE微小铜、铁系轴承中,用R、B、O(Rapid Burning Off)来代替低温预烧阶段,且铜、铁系产品经过R、B、O后会氧化,但在本体中可以被还原,同时还可以促进烧结。
2、中温升温烧结阶段,在此阶段开始出现再结晶,首先在颗粒内,变形的晶粒得以恢复,改组为新晶粒,同时颗粒表面氧化物被完全还原,颗粒界面形成烧结颈。
一、烧结(1)、烧结基本原理烧结是粉末冶金生产过程中最基本的工序之一。
烧结对最终产品的性能起着决定性作用,因为由烧结造成的废品是无法通过以后的工序挽救的;相反,烧结前的工序中的某些缺陷,在一定的范围内可以通过烧结工艺的调整,例如适当改变温度,调节升降温时间与速度等而加以纠正。
烧结是粉末或粉末压坯,加热到低于其中基本成分的熔点温度,然后以一定的方法和速度冷却到室温的过程。
烧结的结果是粉末颗粒之间发生粘结,烧结体的强度增加。
在烧结过程中发生一系列物理和化学的变化,把粉末颗粒的聚集体变成为晶粒的聚结体,从而获得具有所需物理,机械性能的制品或材料。
烧结时,除了粉末颗粒联结外,还可能发生致密化,合金化,热处理,联接等作用。
人们一般还把金属粉末烧结过程分类为:1、单相粉末(纯金属、古熔体或金属化合物)烧结;2、多相粉末(金属—金属或金属—非金属)固相烧结;3、多相粉末液相烧结;4、熔浸。
通常在目前PORITE微小轴承所接触的和需要了解的为前三类烧结。
通常在烧结过程中粉末颗粒常发生有以下几个阶段的变化:1、颗粒间开始联结;2、颗粒间粘结颈长大;3、孔隙通道的封闭;4、孔隙球化;5、孔隙收缩;6、孔隙粗化。
上述烧结过程中的种种变化都与物质的运动和迁移密切相关。
理论上机理为:1、蒸发凝聚;2、体积扩散;3、表面扩散;4、晶间扩散;5、粘性流动;6、塑性流动。
(2)、烧结工艺2-1、烧结的过程粉末冶金的烧结过程大致可以分成四个温度阶段:1、低温预烧阶段,在此阶段主要发生金属的回复及吸附气体和水分的挥发,压坯内成形剂的分解和排除等。
在PORITE微小铜、铁系轴承中,用R、B、O(Rapid Burning Off)来代替低温预烧阶段,且铜、铁系产品经过R、B、O 后会氧化,但在本体中可以被还原,同时还可以促进烧结。
2、中温升温烧结阶段,在此阶段开始出现再结晶,首先在颗粒内,变形的晶粒得以恢复,改组为新晶粒,同时颗粒表面氧化物被完全还原,颗粒界面形成烧结颈。
一、烧结(1)、烧结基本原理烧结是粉末冶金生产过程中最基本的工序之一。
烧结对最终产品的性能起着决定性作用,因为由烧结造成的废品是无法通过以后的工序挽救的;相2、4、熔结颈长大;3、孔隙通道的封闭;4、孔隙球化;5、孔隙收缩;6、孔隙粗化。
上述烧结过程中的种种变化都与物质的运动和迁移密切相关。
理论上机理为:1、蒸发凝聚;2、体积扩散;3、表面扩散;4、晶间扩散;5、粘性流动;6、塑性流动。
(2)、烧结工艺2-1、烧结的过程粉末冶金的烧结过程大致可以分成四个温度阶段:1、低温预烧阶段,在此阶段主要发生金属的回复及吸附气体和水分的挥发,压坯内成形剂的分解和排除等。
在PORITE微小铜、铁系轴承中,用R、B、O (RapidBurningOff)来代替低温预烧阶段,且铜、铁系产品经过R、B、O后会氧化,但在本体中可以被还原,同时还可以促进烧结。
2341、蒸气压和蒸发速率,点阵类型与结晶形态;异晶转变新生态等。
2、粉末的性质:包括颗粒大小;颗粒的形状与形貌;颗粒的结构;颗粒的化学组成。
3、压坯的物理性能:包括压制密度,压制残余应力,颗粒表面氧化膜的变形或破坏以及压坯孔隙中气体等。
4、烧结工艺参数:包括保温时间,加热及冷却速度,烧结气氛等。
2-3、烧结时压坯的尺寸与密度的变化在生产中对制品的尺寸与形状精度要求都非常高,因此,在烧结过程中控制压坯的密度和尺寸的变化是一个极为重要的问题。
影响烧结零件密度和尺寸变化的因素有:1、孔隙的收缩与清除:烧结会导致孔隙的收缩与清除,也就是使烧结体3、4、5、6、2-4、烧结前的准备工作核对烧结制品与烧结温度及网带速度是否合适,检查待烧结的制品,把不合格的压坯剔出,一般情况按工艺图纸的要求来检查,通常检查几何尺寸及偏差制品的单重即压坯的密度和压坯外观是否掉边缺角,分层裂纹,严重拉毛等。
根据压坯的形状和尺寸确定其烧结方式(如站立、平躺以及排料等)。
再用气压喷嘴吹出残留在制品表面的粉尘。
一、烧结(1)、烧结基本原理烧结是粉末冶金生产过程中最基本的工序之一。
烧结对最终产品的性能起着决定性作用,因为由烧结造成的废品是无法通过以后的工序挽救的;相反,烧结前的工序中的某些缺陷,在一定的范围内可以通过烧结工艺的调整,例如适当改变温度,调节升降温时间与速度等而加以纠正。
烧结是粉末或粉末压坯,加热到低于其中基本成分的熔点温度,然后以一定的方法和速度冷却到室温的过程。
烧结的结果是粉末颗粒之间发生粘结,烧结体的强度增加。
在烧结过程中发生一系列物理和化学的变化,把粉末颗粒的聚集体变成为晶粒的聚结体,从而获得具有所需物理,机械性能的制品或材料。
烧结时,除了粉末颗粒联结外,还可能发生致密化,合金化,热处理,联接等作用。
人们一般还把金属粉末烧结过程分类为:1、单相粉末(纯金属、古熔体或金属化合物)烧结;2、多相粉末(金属—金属或金属—非金属)固相烧结;3、多相粉末液相烧结;4、熔浸。
通常在目前PORITE微小轴承所接触的和需要了解的为前三类烧结。
通常在烧结过程中粉末颗粒常发生有以下几个阶段的变化:1、颗粒间开始联结;2、颗粒间粘结颈长大;3、孔隙通道的封闭;4、孔隙球化;5、孔隙收缩;6、孔隙粗化。
上述烧结过程中的种种变化都与物质的运动和迁移密切相关。
理论上机理为:1、蒸发凝聚;2、体积扩散;3、表面扩散;4、晶间扩散;5、粘性流动;6、塑性流动。
(2)、烧结工艺2-1、烧结的过程粉末冶金的烧结过程大致可以分成四个温度阶段:1、低温预烧阶段,在此阶段主要发生金属的回复及吸附气体和水分的挥发,压坯内成形剂的分解和排除等。
在PORITE微小铜、铁系轴承中,用R、B、O(Rapid Burning Off)来代替低温预烧阶段,且铜、铁系产品经过R、B、O后会氧化,但在本体中可以被还原,同时还可以促进烧结。
2、中温升温烧结阶段,在此阶段开始出现再结晶,首先在颗粒内,变形的晶粒得以恢复,改组为新晶粒,同时颗粒表面氧化物被完全还原,颗粒界面形成烧结颈。
什么是烧结技术?烧结技术是一种重要的粉末冶金工艺,通过在高温条件下将粉末压制成型,然后进行烧结使之结合成为致密的固体材料。
下面将从不同角度介绍烧结技术的相关知识。
一、烧结技术的基本原理烧结技术背后的基本原理是粉末颗粒之间在高温下发生熔结和再结晶的过程。
当遇热自生过程进行时,粉末颗粒表面的氧化物将与其他颗粒的颗粒表面发生反应,产生化学键并形成致密固体结构。
通过调控烧结温度和时间,可以实现粉末颗粒之间的结合,从而制备出具有一定形状和力学性能的材料。
在烧结技术中,压力是一个重要的因素。
通过在烧结过程中施加一定的压力,可以增加粉末颗粒之间的接触面积,促进原子扩散和成核过程的进行,从而提高材料的致密性和力学性能。
二、烧结技术的应用领域1. 金属材料制备:烧结技术在金属材料制备中具有广泛的应用。
通过烧结工艺,可以制备出高强度、高硬度的金属材料,如不锈钢、钨合金等。
同时,烧结技术还可用于制备金属复合材料,如金属陶瓷复合材料,以提高材料的综合性能。
2. 耐磨材料制备:烧结技术在耐磨材料制备中也发挥着重要作用。
通过控制烧结过程中的温度和压力,可以制备出具有优异耐磨性能的材料,如陶瓷刀具、陶瓷磨具等。
3. 功能材料制备:烧结技术还可用于制备具有特殊功能的材料。
例如,通过加入适量的添加剂,可以在烧结过程中形成特定的结构或相,从而赋予材料特殊的光学、磁学或电学性能,如透明陶瓷、氧化锆等。
4. 环保材料制备:传统的材料制备过程中可能会产生大量的废水和废气,对环境造成严重的污染。
而烧结技术由于其无需使用溶剂和燃料,可有效减少环境污染。
因此,烧结技术也被广泛应用于环保材料的制备领域。
三、烧结技术的发展前景随着科学技术的不断发展,烧结技术正不断演进和改进。
通过引入新的材料、新的工艺和新的设备,可以进一步提高烧结材料的性能和制备效率。
未来,烧结技术有望在材料科学领域发挥更大的作用,为我们创造更多的可能性。
综上所述,烧结技术作为一种重要的粉末冶金工艺,通过高温压制和烧结过程制备出具有不同功能和性能的材料。
烧结制备过程的原理
烧结是一种通过粉末材料在高温下进行加热压制以形成坚固体的工艺。
烧结过程的原理可以归纳为以下几个方面:
1. 粒子扩散:在烧结过程中,由于高温下原子和分子的热振动,粉末颗粒之间的原子或分子会发生扩散,逐渐形成颗粒间的结合。
这种扩散是烧结中最关键的阶段。
2. 颗粒聚结:当粉末颗粒接触时,由于表面能的存在,两个接触颗粒会发生一定程度的结合。
在烧结过程中,随着温度的升高,这些颗粒间的结合会不断强化,最终形成坚固的结构。
3. 烧结颈部形成:在烧结过程中,颗粒间的结合会产生烧结颗粒之间的颈部。
随着烧结过程的进行,烧结颈部逐渐增长,并最终连接在一起,形成一个连续的块体。
4. 表面张力的作用:在烧结过程中,颗粒间的结合也受到表面张力的影响。
表面张力会使形成的结合处有一定的凹陷,这种凹陷可以促进烧结颈部的形成,从而增强颗粒间的结合。
总的来说,烧结制备过程的原理是靠粒子的扩散、颗粒的聚结以及烧结颈部的形成和表面张力的作用,使得粉末材料在高温下能够形成坚固的物体。
烧结工艺具
有高效、经济、环保等优势,在陶瓷、金属、塑料等领域被广泛应用。
⼀、烧结基本原理⼀、烧结(1)、烧结基本原理烧结是粉末冶⾦⽣产过程中最基本的⼯序之⼀。
烧结对最终产品的性能起着决定性作⽤,因为由烧结造成的废品是⽆法通过以后的⼯序挽救的;相反,烧结前的⼯序中的某些缺陷,在⼀定的范围内可以通过烧结⼯艺的调整,例如适当改变温度,调节升降温时间与速度等⽽加以纠正。
烧结是粉末或粉末压坯,加热到低于其中基本成分的熔点温度,然后以⼀定的⽅法和速度冷却到室温的过程。
烧结的结果是粉末颗粒之间发⽣粘结,烧结体的强度增加。
在烧结过程中发⽣⼀系列物理和化学的变化,把粉末颗粒的聚集体变成为晶粒的聚结体,从⽽获得具有所需物理,机械性能的制品或材料。
烧结时,除了粉末颗粒联结外,还可能发⽣致密化,合⾦化,热处理,联接等作⽤。
⼈们⼀般还把⾦属粉末烧结过程分类为:1、单相粉末(纯⾦属、古熔体或⾦属化合物)烧结;2、多相粉末(⾦属—⾦属或⾦属—⾮⾦属)固相烧结;3、多相粉末液相烧结;4、熔浸。
通常在⽬前PORITE微⼩轴承所接触的和需要了解的为前三类烧结。
通常在烧结过程中粉末颗粒常发⽣有以下⼏个阶段的变化:1、颗粒间开始联结;2、颗粒间粘结颈长⼤;3、孔隙通道的封闭;4、孔隙球化;5、孔隙收缩;6、孔隙粗化。
上述烧结过程中的种种变化都与物质的运动和迁移密切相关。
理论上机理为:1、蒸发凝聚;2、体积扩散;3、表⾯扩散;4、晶间扩散;5、粘性流动;6、塑性流动。
(2)、烧结⼯艺2-1、烧结的过程粉末冶⾦的烧结过程⼤致可以分成四个温度阶段:1、低温预烧阶段,在此阶段主要发⽣⾦属的回复及吸附⽓体和⽔分的挥发,压坯内成形剂的分解和排除等。
在PORITE微⼩铜、铁系轴承中,⽤R、B、O(Rapid Burning Off)来代替低温预烧阶段,且铜、铁系产品经过R、B、O 后会氧化,但在本体中可以被还原,同时还可以促进烧结。
2、中温升温烧结阶段,在此阶段开始出现再结晶,⾸先在颗粒内,变形的晶粒得以恢复,改组为新晶粒,同时颗粒表⾯氧化物被完全还原,颗粒界⾯形成烧结颈。
烧结工艺的目的和原理烧结工艺是一种制备陶瓷、金属、合金等材料的工艺方法,其主要目的是将粉末材料在高温下加热,使其粒子之间产生相互结合和颗粒增大,从而形成致密的固体材料。
通过烧结,可以改善材料的力学性能和化学稳定性,提高材料的密度、硬度、强度和导电性等性能,并增加其使用寿命和可靠性。
1.粒子结合:烧结过程中,粉末颗粒间通过热作用力和压缩力相互结合,形成颗粒间的连接。
该连接可以是颗粒间的摩擦力和间隙力,也可以是颗粒间的化学键和晶格力。
当温度升高时,形成颗粒结合的力逐渐增强,使得粉末材料的孔隙度减小,粒径增大,颗粒之间的接触面积增大,从而提高材料的强度和致密度。
2.晶粒生长:烧结过程中,晶体表面的原子或分子在高温下扩散,并产生结晶生长。
这种晶粒生长包括晶核生成、晶体生长和晶界融合等过程。
随着温度的升高,晶粒生长速度加快,晶粒尺寸增大,从而使材料的晶界面积减少,晶格结构更加密集,提高材料的力学性能。
3.成分调整:烧结过程中,材料的成分会发生改变。
例如,由于一些元素会在高温下发生氧化、还原和挥发等反应,材料的成分可能发生偏离,从而改变材料的性能。
通过调整烧结条件,可以控制材料的成分,以获得所需的性能和化学稳定性。
4.特殊效应:在烧结工艺中,还存在一些特殊的效应,如颗粒饱满、表面收缩、孔隙扩散等。
这些效应通过烧结过程中的物理和化学变化,导致材料的结构和性能发生变化。
根据材料的需求,可以通过调整烧结条件来控制这些效应,以实现所需的材料性能。
总的来说,烧结工艺的目的是通过高温加热粉末材料,使其粒子间相互结合和颗粒增大,形成致密的固体材料;其原理主要包括粒子结合、晶粒生长、成分调整和特殊效应等。
通过控制烧结条件和方法,可以实现对材料性能的调控和优化,满足不同领域的应用需求。
一、烧结(1)、烧结基本原理烧结是粉末冶金生产过程中最基本的工序之一。
烧结对最终产品的性能起着决定性作用,因为由烧结造成的废品是无法通过以后的工序挽救的;相反,烧结前的工序中的某些缺陷,在一定的范围内可以通过烧结工艺的调整,2、4、熔浸。
上述烧结过程中的种种变化都与物质的运动和迁移密切相关。
理论上机理为:1、蒸发凝聚;2、体积扩散;3、表面扩散;4、晶间扩散;5、粘性流动;6、塑性流动。
(2)、烧结工艺2-1、烧结的过程粉末冶金的烧结过程大致可以分成四个温度阶段:1、低温预烧阶段,在此阶段主要发生金属的回复及吸附气体和水分的挥发,压坯内成形剂的分解和排除等。
在PORITE微小铜、铁系轴承中,用R、B、O(Rapid Burning Off)来代替低温预烧阶段,且铜、铁系产品经过R、B、O后会氧化,但在本体中可以被还原,同时还可以促进烧结。
2、中温升温烧结阶段,在此阶段开始出现再结晶,首先在颗粒内,变形的晶粒得以恢复,改组为新晶粒,同时颗粒表面氧化物被完全还原,颗粒界面形成烧结颈。
34段。
2-21、2、粉末的性质:包括颗粒大小;颗粒的形状与形貌;颗粒的结构;颗粒的化学组成。
3、压坯的物理性能:包括压制密度,压制残余应力,颗粒表面氧化膜的变形或破坏以及压坯孔隙中气体等。
4、烧结工艺参数:包括保温时间,加热及冷却速度,烧结气氛等。
2-3、烧结时压坯的尺寸与密度的变化在生产中对制品的尺寸与形状精度要求都非常高,因此,在烧结过程中控制压坯的密度和尺寸的变化是一个极为重要的问题。
影响烧结零件密度和尺寸变化的因素有:1、孔隙的收缩与清除:烧结会导致孔隙的收缩与清除,也就是使烧结体体积减小。
23、4、5、6、2-4、烧结前的准备工作核对烧结制品与烧结温度及网带速度是否合适,检查待烧结的制品,把不合格的压坯剔出,一般情况按工艺图纸的要求来检查,通常检查几何尺寸及偏差制品的单重即压坯的密度和压坯外观是否掉边缺角,分层裂纹,严重拉毛等。
烧结原理1在太阳能电池片的制作过程中,烧结是一道很重要的工序.其制作过程中就要用到快速烧结炉.1、烧结作用:就是把印刷到硅片上的电极在高温下烧结成电池片,最终使电极和硅片本身形成欧姆接触,从而提高电池片的开路电压和填充因子2个关键因素参数,是电极的接触具有电阻特性,达到生产高转效率电池片的目的.2、烧结原理:印刷了浆料的硅片经过烘干排焦过程后使浆料中的大部分有机溶剂挥发,膜层收缩为固状物紧密粘附在硅片上,这时可视为金属电极材料和硅片接触在一起。
所谓的烧结过程是要使电极和硅片本身形成欧姆接触,其原理为当电极里金属材料和半导体单晶硅加热到共晶温度时,单晶硅原子以一定比例融入到熔融的合金电极材料中.单晶硅原子融入到电极金属中的整个过程是相当快的,一般只需要几秒钟的时间。
融入单晶硅原子数目取决于合金温度和电极材料的体积,烧结合金温度越高,电极金属材料体积越大,则融入的硅原子数目就越多,这时的合金状态被称为晶体电极金属的合金系统.如果此时的温度降低,系统开始冷却形成再结晶层,这时原先溶入到电极金属材料中的硅原子重新以固态形式结晶出来,也就是在金属和晶体接触界面上生长出一层外延层.如果外延层内含有足够的量的与原先晶体材料导电类型相同的杂质成分,就获得了用合金法工艺形成的欧姆接触;如果在结晶层含有足够量的与原先晶体材料导电类型异型的杂质成分就获得了用合金工艺形成的P-N结。
3、烧结过程:将印刷好的上,下电极和背场的硅片经过网印刷机的传送带传到烧结炉中,经过烘干排焦、烧结和冷却过程来完成烧结工艺最终达到上下电极和电池片的欧姆接触。
⑴烘干排焦在网带的上、下都装有加热带,由温控仪控制其温度。
此温度可根据浆料厂家提供的烘干温度进行参考设置,目的是将印刷有浆料硅片烘干,并使浆料内绝大部分焦油挥发出来。
如果温度设置不合理,不能使大部分焦油从浆料中挥发出来,剩下的焦油在进入下一区域时会对烧结的效果影响很严重,对转换率有高达0.2%的影响。
工业生产工艺之烧结小结烧结是一种常见的工业生产工艺,广泛应用于金属材料、陶瓷材料和复合材料等领域。
烧结是指将粉末状原料加热至与其熔点接近的温度,使其颗粒之间因表面张力而发生结合的过程。
本文旨在对烧结的原理、工艺以及在不同材料中的应用进行探讨,以期能更好地理解和应用烧结工艺。
烧结的原理是基于粉末颗粒表面张力和粉末之间的扩散作用。
在加热过程中,粉末颗粒表面处形成了一层氧化膜,这层氧化膜可以减小颗粒之间的表面能,使粉末颗粒能够自发地接触和结合。
当粉末颗粒间接触到一定程度时,因表面张力的作用,会使粉末颗粒形成更大的颗粒,从而提高材料的密度和强度。
烧结工艺主要包括预处理、成形、烧结和后处理等环节。
预处理阶段是对原料进行研磨、混合、干燥等处理,以获得均匀的原料粉末。
成形阶段将原料粉末按照需要的形状进行成型,常用的成型方法有压制、注塑、喷涂等。
烧结阶段是将成型后的材料加热至熔点附近,使粉末颗粒结合为整体,并通过控制温度、时间和气氛等参数来调节材料的性能。
后处理阶段是对烧结后的材料进行表面处理、修整、检验等工序,以提高材料的外观和性能。
烧结工艺在不同材料中有着广泛的应用。
在金属材料领域,烧结被广泛用于制备高密度、高强度的金属件。
通过烧结工艺,金属粉末可以进行精细的掺杂、合金化,从而获得具有特定功能的材料。
在陶瓷材料领域,烧结工艺被用于制备各种陶瓷制品,如陶瓷片、陶瓷器和陶瓷刀具等。
在复合材料领域,烧结工艺被应用于制备各种复合材料,如金属基复合材料、陶瓷基复合材料和高分子基复合材料等。
在能源材料领域,烧结工艺被用于制备燃料电池、太阳能电池和储能材料等。
总之,烧结是一种重要的工业生产工艺,具有广泛的应用前景。
烧结的原理基于粉末颗粒表面张力和颗粒扩散作用,通过加热和控制参数,可以实现粉末颗粒的结合和材料性能的调节。
烧结工艺在金属材料、陶瓷材料、复合材料和能源材料等领域都有着重要的应用,可以制备高性能和功能性的材料产品。
一烧结基本原理烧结是一种将粉末状物质通过加热处理,使其颗粒间发生结合,形成致密坚固固体的加工工艺。
烧结的基本原理是利用粉末颗粒间的表面扩散和粘结现象。
粉末颗粒间的表面扩散是指在高温下,粉末颗粒表面的原子或离子因能量梯度而发生位移,从而扩散到颗粒表面。
在颗粒接触面上,颗粒表面扩散相遇时,就会发生粒间结合。
而粘结是颗粒间相互吸附,并形成新的键合力。
烧结的主要工艺分为两个阶段:初级焙烧和二次烧结。
初级焙烧是将粉末颗粒在升温的重力作用下接触、聚结和烧结的过程。
通过初级焙烧可以使粉末颗粒间的结合力增强,颗粒之间的间隙减小,从而增加烧结体的密实性。
在初级焙烧过程中,粉末颗粒表面的扩散使颗粒间形成颗粒接触,再通过粘结力增强颗粒间的粘结,并最终使粉末颗粒相互结合成为一体。
二次烧结是在初级焙烧的基础上进行的再烧结过程。
在初级焙烧中已形成的颗粒结合体在二次烧结中会继续收缩,使得颗粒之间的间隙进一步减小,从而提高烧结体的致密性。
在二次烧结的过程中,粉末颗粒表面扩散再次发生,使得原本疏松的颗粒结合体进一步密实与凝结。
烧结的基本原理在于高温下的颗粒表面扩散和粘结,这些现象使粉末颗粒相互结合成为一体,从而形成坚固致密的烧结体。
烧结常用于金属和陶瓷等材料的加工过程中,可以改善材料的强度、致密性、耐磨性和导热性等性能。
烧结还可以制备各种复杂形状和高精度的工件,广泛应用于航空航天、汽车、机械、电子等领域。
同时,烧结也是一种高效的资源利用方式,可以回收再利用废弃粉末,减少资源浪费。
总之,烧结的基本原理是利用粉末颗粒间的表面扩散和粘结现象,在高温下使粉末颗粒相互结合成为一体,从而形成致密坚固的固体。
烧结是一种重要的材料制备工艺,具有广泛的应用前景和重要的经济意义。
烧结的原理烧结是一种重要的冶金工艺,广泛应用于铁矿石、铬矿石、锰矿石等矿石的加工过程中。
烧结的原理是通过矿石颗粒之间的结合作用,将散乱的矿石颗粒烧结成块状物,以便于后续的冶炼和加工。
本文将从烧结的原理入手,对烧结过程中所涉及的关键原理进行介绍。
首先,烧结的原理涉及到矿石颗粒之间的结合作用。
在烧结过程中,矿石颗粒经过高温热处理,表面会产生一层熔融的物质,这些物质能够在颗粒之间形成一种粘结作用,使得颗粒能够相互结合。
同时,烧结过程中还会产生一些气体,这些气体会在颗粒之间形成一种“填隙”作用,使得颗粒之间的结合更加牢固。
其次,烧结的原理还涉及到热传导和热膨胀。
在烧结过程中,矿石颗粒会受到高温的加热,从而导致颗粒内部温度升高。
当颗粒内部温度升高时,颗粒会发生热膨胀,使得颗粒之间的接触面积增大,从而促进颗粒之间的结合。
同时,热传导也会使得矿石颗粒表面的熔融物质能够向颗粒内部传导,进一步增强颗粒之间的结合作用。
另外,烧结的原理还与矿石颗粒的化学成分和结构特性有关。
不同种类的矿石在烧结过程中会产生不同的熔融物质,这些熔融物质的性质会影响矿石颗粒之间的结合情况。
同时,矿石颗粒的结构特性,如颗粒的形状、大小、表面粗糙度等也会影响烧结的效果。
最后,烧结的原理还与烧结工艺参数的选择有关。
在实际的烧结过程中,烧结温度、烧结时间、烧结气氛等参数的选择会直接影响烧结的效果。
合理选择这些参数,可以使烧结过程更加有效,提高烧结块的质量和产量。
总之,烧结的原理是一个复杂的物理化学过程,涉及到矿石颗粒之间的结合作用、热传导和热膨胀、化学成分和结构特性以及烧结工艺参数等多个方面。
只有深入理解烧结的原理,才能更好地指导烧结工艺的实际应用,提高烧结产品的质量和产量。
烧结机工作原理引言概述:烧结机是一种用于冶金和材料加工的设备,广泛应用于钢铁、有色金属和陶瓷等行业。
它通过将粉末材料加热至高温并施加压力,使粉末颗粒结合成坚固的块状物体。
本文将详细介绍烧结机的工作原理。
一、加热系统1.1 加热元件:烧结机通常采用电加热元件,如电阻丝或者电加热器。
这些元件通过电流通入产生热量,将工作室内的温度提升至所需的烧结温度。
1.2 温度控制:烧结过程中,温度控制是非常重要的。
烧结机通常配备温度传感器和控制系统,以监测和维持工作室内的温度在一个稳定的范围内。
1.3 加热方式:烧结机可以采用不同的加热方式,包括辐射加热、对流加热和传导加热。
具体选择哪种加热方式取决于烧结材料的性质和加热效果的要求。
二、压力系统2.1 压力源:烧结机通常配备一个压力源,如液压系统或者气动系统。
这些系统通过施加压力,使粉末颗粒在加热的同时密切结合。
2.2 压力控制:烧结过程中,压力的控制也非常重要。
烧结机通常配备压力传感器和控制系统,以监测和调节施加在粉末颗粒上的压力。
2.3 压力传递:烧结机通过压力传递装置,将压力从压力源传递到工作室内的烧结模具上。
这些传递装置通常包括液压缸、气动缸或者机械传动装置。
三、烧结模具3.1 模具设计:烧结模具是用于容纳和成型粉末颗粒的关键部件。
模具的设计应考虑到烧结材料的形状和尺寸要求,以及烧结过程中的温度和压力条件。
3.2 模具材料:烧结模具通常采用高温合金钢或者陶瓷材料制成,以确保其在高温和高压环境下的稳定性和耐磨性。
3.3 模具创造:烧结模具的创造通常采用数控加工技术,以确保模具的精度和表面质量。
同时,还需要进行热处理和表面处理,以提高模具的使用寿命和耐磨性。
四、烧结过程4.1 烧结温度:烧结温度是烧结过程中的一个重要参数,它决定了粉末颗粒的烧结程度和物理性质。
不同的烧结材料和应用领域有不同的烧结温度要求。
4.2 烧结时间:烧结时间是指粉末颗粒在高温和高压环境下保持一定时间,以使颗粒之间的结合更加坚固。
1.3 材料加工概述¾材料加工:通过改变和控制材料的外部形状和内部组织结构(化学上完全相同) ,将材料制造成为人类计会所需要的各种零部件和产品的过程,也称为材料成形制造。
钢板的冷轧双向拉伸薄膜¾优质、高效、精密化先进材料的高制备成品率、常规材料加工工艺的短流程化和高效化、精密与超精密加工技术(从微米、亚微米至纳米)¾设计、制备、加工一体化喷射成形、粉末注射成形和激光快速成形等,是不锈钢、高温合金、钛合金、难熔金属及金属间化合物、陶瓷、复合材料、梯度功能材料零部件制备技术的研究热点高分子的反应挤出成型、3D打印技术¾信息化发展计算机数值模拟、过程仿真技术实现对制备、成形与加工全过程的精确设计与精确控制。
¾新型材料加工技术的开发连续定向凝固成形技术、电磁约束成形技术、双结晶器连铸与充芯连铸复合技术、多坯料挤压技术及微成形加工技术等。
烧结过程可概括为把由粉体经成型而得到的具有一定外形的坯体(通常含25%~60%的气孔)在低于熔点的温度条件下转变为具有一定显微结构的致密烧结体的物理过程(如图1-80所示)。
图1-25 烧结现象示意图。
a 颗粒聚积;b 颗粒中心拉近;c 致密化固态烧结液相辅助烧结¾固态烧结的初期动力学当素坯的收缩率在0~5%范围内时,烧结进程被称之为初期阶段。
若颗粒表面与其颈部区域间有较高的蒸气压差,经由气相而进行的蒸发-凝聚传质过程则很容易发生;若材料体系的蒸气压较低,则物质迁移易通过固相表面、晶格、晶界等方式的扩散面得以进行。
¾固态烧结的初期动力学表1-2 图1-26中所示的传质途径。
ρ=x2/2rA=π2x3/rV=πx4/2r式中,分子量;a 3无应力晶体内的空位浓度ρ=x 2/4rA =π2x 3/2r V =πx 4/4r¾固态烧结中、后期动力学模型在初期烧结阶段后,烧结过程使颗粒开始相互粘结,颈部扩大,气孔由不规则的形状逐渐变成由三个颗粒包围的、相互连通的圆柱形管道。
烧结的原理
烧结是一种粉末冶金工艺,通过在高温和压力下将金属或陶瓷粉末进行热处理,使其形成一种固体材料的过程。
其原理主要包括以下几个步骤:
1. 混合:首先将金属或陶瓷粉末按照一定比例混合在一起,以得到所需的配料。
这些粉末可以是不同种类的金属或陶瓷材料,也可以添加一些其他的添加剂,以改变材料的性能。
2. 压制:将混合好的粉末置于模具中,然后施加一定的压力。
这样可以使粉末颗粒之间发生变形和变稠,在压力作用下相互黏结在一起。
压制过程中,常常采用均匀的压力分布,以确保整个烧结体具有均匀的压力和密度。
3. 烧结:经过压制的粉末坯体被置于高温炉中进行烧结。
在高温下,粉末颗粒会发生扩散和结晶,使得颗粒之间相互溶解或结合。
同时,由于高温下的不同原子或分子的运动,形成了新的结晶相和晶界,使得颗粒逐渐合并,并改变了材料的物理和化学性质。
4. 冷却和处理:烧结后的坯体通过冷却,使得材料固化和成型。
通常还需要进行一些后续处理,如热处理、机械加工或表面涂层等,以进一步改善材料的性能和外观。
总的来说,烧结通过压制和高温处理的方式,使粉末颗粒逐渐结合,形成了一个整体材料。
其优点包括制造成本低、能耗低、
材料利用率高以及可以生产复杂形状的工件等。
因此,烧结在金属、陶瓷、粉末冶金等领域有着广泛的应用。
1.3 材料加工概述
¾材料加工:通过改变和控制材料的外部形状和内部组织结构(化学上完全相同) ,将材料制造成为人类计会所需要的各种零部件和产品的过程,也称为材料成形制造。
钢板的冷轧双向拉伸薄膜
¾优质、高效、精密化
先进材料的高制备成品率、常规材料加工工艺的短流程化和高效化、精密与超精密加工技术(从微米、亚微米至纳米)
¾设计、制备、加工一体化
喷射成形、粉末注射成形和激光快速成形等,是不锈钢、高温合金、钛合金、难熔金属及金属间化合物、陶瓷、复合材料、梯度功能材料零部件制备技术的研究热点
高分子的反应挤出成型、3D打印技术
¾信息化
发展计算机数值模拟、过程仿真技术实现对制备、成形与加工全过程的精确设计与精确控制。
¾新型材料加工技术的开发
连续定向凝固成形技术、电磁约束成形技术、双结晶器连铸与充芯连铸复合技术、多坯料挤压技术及微成形加工技术等。
烧结过程可概括为把由粉体经成型而得到的具有一定外形的坯体(通常含25%~60%的气孔)在低于熔点的温度条件下转变为具有一定显微结构的致密烧结体的物理过程(如图1-80所示)。
图1-25 烧结现象示意图。
a 颗粒聚积;
b 颗粒中心拉近;
c 致密化
固态烧结液相辅助烧结
¾固态烧结的初期动力学
当素坯的收缩率在0~5%范围内时,烧结进程被称之为
初期阶段。
若颗粒表面与其颈部区域间有较
高的蒸气压差,经由气相而进行
的蒸发-凝聚传质过程则很容易发
生;若材料体系的蒸气压较低,
则物质迁移易通过固相表面、晶
格、晶界等方式的扩散面得以进
行。
¾固态烧结的初期动力学
表1-2 图1-26中所示的传质途径。
ρ=x2/2r
A=π2x3/r
V=πx4/2r
式中,
分子量;
a 3无应力晶体内的空位浓度ρ=x 2/4r
A =π2x 3/2r V =πx 4/4r
¾固态烧结中、后期动力学模型
在初期烧结阶段后,烧结过程使颗粒开始相互粘结,颈部扩大,气孔由不规则的形状逐渐变成由三个颗粒包围的、相互连通的圆柱形管道。
进一步烧结所依赖的传质是以晶界和晶格扩散为主要的
图1-85 烧结中后期晶粒的十四面体模型。
十四面体顶点是四个晶粒的交汇点,每个边是三个晶粒的交界线,它相当于圆柱形通道,成为进一步烧结的空位源。
¾烧结过程中的晶粒生长与二次再结晶
•晶粒生长是无应变的多晶材料在热处理时,晶粒尺寸在不改变其分布的情况下连续长大的过程。
•二次再结晶则是指在烧结过程中少数大晶粒在消耗小晶粒的同时出现异常长大的过程。
由上式可以看出,晶粒生长速率或晶界的移动速率随温度成指数规律增加,而与晶界面曲率半径成反比。
温度越高、曲率半径越小,晶界向其曲率中心移动的速率越大,因而晶粒生长大的平均速度与晶粒的直径成反比d D/d t=K/D,即有:
2
−2
Kt
D
D=
式中,D
为晶粒的初始直径;D为时间t时晶粒的直径;K为比
,上式可近似写成:
例常数。
晶粒生长到后期时,D>>D
D=Kt1/2
与晶粒正常生长不同,在烧结的中后期,在均匀基相中存在少数如图1-88所示的多边界的大晶粒,便会出现以这些大晶粒为核心的异常迅速的所谓二次再结晶。
二次再结晶的晶粒往往不仅有较多的边界,同时晶界曲率也较大,以至于晶界可以越过气孔或夹杂物快速向邻近小晶粒中心推进。
如此不断吞并周围的小晶粒,直至长大到与邻近大晶粒接触为止。
图1-88多晶坯体中晶粒生长示
意图。
•在绝大多数情况下,二次再结晶的出现首先很不利于烧结体的致密化,因为晶界的快速移动使大量气孔包裹在晶粒内部;同时大晶粒的异常快速长大而引入的大量结构缺陷对多晶材料的理化性能往往是有害的。
•二次再结晶的原因:原始粉料粒径不均匀、烧结温度偏高和烧结速率太快,此外还有坯体成型时压力不均匀,局部有不均匀液相等。
图1-47 晶界移动碰到气孔的三种情况
(a) V b=0;(b) V b=V p;(c) V b>V p
•制备尽可能均匀的粉料、均匀成型压力、严格控制烧结温度与时间是避免出现二次再结晶的基本措施。
•有选择地引入适当的添加剂以抑制晶界的快速移动是防止二次再结晶的最好办法。
如少量MgO 加入Al 2O 3中可烧结出具有理论密度的制品。
避免二次结晶的措施
¾液相烧结
①在颗粒间的液相可以产生毛细管力,从而引起颗粒间的压力并使颗粒易于滑动,导致颗粒重排和改善颗粒的堆积结构;
②毛细管力将引起固态颗粒的溶解和再沉淀,其结果是使颗粒在接触部位变得扁平、坯体发生收缩。
③由于液相的存在,溶解-沉淀和流动传质将使烧结致密化速率比纯固相烧结大大提高。
¾热压烧结
在普通无压烧结的基础之上发展起来的一种特殊烧结技术。
它是在烧结的同时在坯体上施加一定的压力,以补偿烧结体内气孔中逐渐增大的气压抵消了作为烧结推动力的界面能,使烧结得以继续进行,从而达到制备高致密度材料的目的。