微波燒結(jié)技術(shù)在粉末冶金中的應(yīng)用
微波燒結(jié)是一種新型的粉末冶金燒結(jié)致密化工藝，微波燒結(jié)是利用微波加熱來對(duì)材料進(jìn)行燒結(jié)。它同傳統(tǒng)的加熱方式不同。傳統(tǒng)的加熱是依靠發(fā)熱體將熱能通過對(duì)流、傳導(dǎo)或輻射方式傳遞至被加熱燒結(jié)的壓坯而使其達(dá)到某一溫度，熱量從外向內(nèi)傳遞，燒結(jié)時(shí)間長(zhǎng)。而微波燒結(jié)則是利用微波具有的特殊波段與材料的基本細(xì)微結(jié)構(gòu)耦合而產(chǎn)生熱量，材料的介質(zhì)損耗使其材料整體加熱至燒結(jié)溫度而實(shí)現(xiàn)致密化的方法
微波燒結(jié)是一種新型的粉末冶金燒結(jié)致密化工藝，微波燒結(jié)是利用微波加熱來對(duì)材料進(jìn)行燒結(jié)。它同傳統(tǒng)的加熱方式不同。傳統(tǒng)的加熱是依靠發(fā)熱體將熱能通過對(duì)流、傳導(dǎo)或輻射方式傳遞至被加熱燒結(jié)的壓坯而使其達(dá)到某一溫度，熱量從外向內(nèi)傳遞，燒結(jié)時(shí)間長(zhǎng)。而微波燒結(jié)則是利用微波具有的特殊波段與材料的基本細(xì)微結(jié)構(gòu)耦合而產(chǎn)生熱量，材料的介質(zhì)損耗使其材料整體加熱至燒結(jié)溫度而實(shí)現(xiàn)致密化的方法。
微波燒結(jié)技術(shù)有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
1)與傳統(tǒng)的電阻加熱燒結(jié)相比，可以節(jié)省能源消耗；
2)可以實(shí)現(xiàn)快速燒結(jié)，提高產(chǎn)品的工藝效率；
3)有助于提高材料的特定性能。
微波燒結(jié)工藝的實(shí)施效果與被燒結(jié)材料的微波耦合特性密切相關(guān)，優(yōu)化的微波燒結(jié)工藝參數(shù)將有效提高燒結(jié)材料的性能。目前有關(guān)微波燒結(jié)技術(shù)及其設(shè)備研發(fā)的研究工作進(jìn)展很快，作者從微波燒結(jié)技術(shù)、微波燒結(jié)裝置及其工業(yè)用微波燒結(jié)爐等技術(shù)方面綜述微波技術(shù)在陶瓷與粉末冶金燒結(jié)中的應(yīng)用進(jìn)展。
常規(guī)粉末冶金燒結(jié)技術(shù)的特點(diǎn)
燒結(jié)工藝是粉末冶金技術(shù)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。燒結(jié)過程中各方向幾何尺寸減小，壓坯體積收縮密度增大，同時(shí)顯微組織發(fā)生變化。單元系金屬粉末主要表現(xiàn)在孔隙的形狀、數(shù)量和分布的變化。多元系顯微組織的變化除了孔隙的變化外，還體現(xiàn)在所需相的形成和發(fā)展。
一般地講，粉末體燒結(jié)分為無壓燒結(jié)與加壓燒結(jié)。加壓燒結(jié)有熱壓、熱等靜壓、粉末熱鍛等工藝。粉末冶金燒結(jié)爐必須是真空爐或氣氛燒結(jié)爐。燒結(jié)氣氛可以是氮?dú)?、氫氣、或氬氣?/span>
決定燒結(jié)致密化的主要因數(shù)為：粉末體的化學(xué)組成、生坯密度、燒結(jié)溫度、燒結(jié)時(shí)間。燒結(jié)過程最基本的驅(qū)動(dòng)力是表面能的減低，而且，粉末越細(xì)，壓坯具有的表面能越大，燒結(jié)的驅(qū)動(dòng)力越大。主要的原子遷移機(jī)理有4種：擴(kuò)散流動(dòng)，蒸發(fā)凝聚，黏性流動(dòng)，塑性流動(dòng)。
對(duì)于絕大多數(shù)燒結(jié)過程，原子擴(kuò)散流動(dòng)最主要的是利用物質(zhì)遷移原理。原子或空位的這些運(yùn)動(dòng)使顆粒形貌改變，孔隙圓化與收縮，燒結(jié)頸長(zhǎng)大，壓坯致密化。
微波燒結(jié)技術(shù)的誕生與發(fā)展，已從陶瓷材料的制備擴(kuò)展到粉末冶金燒結(jié)，尤其是微波燒結(jié)所具有的燒結(jié)溫度低、時(shí)間短以及可以有效抑制晶粒長(zhǎng)大的特點(diǎn)使得制備納米晶材料成為可能。
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