Механизм усадки при спекании

Внешне спекание проявляется в изменении размеров спекаемого тела, причем большей частью происходит усадка. Поэтому большинство работ по изучению спекания посвящено выяснению механизма усадки и с этой точки зрения представляют интерес всевозможные модельные опыты по изучению взаимодействия при повышенных температурах малых металлических тел правильной геометрической формы (шариков, проволоки и т. д.) при соприкосновении их друг с другом и с плоской поверхностью того же металла. Использование тел правильной геометрической формы удобно тем, что, наблюдая изменение их профиля вблизи контактных участков в зависимости от времени изотермического спекания, можно выяснить закономерность кинетики деформации спекающихся таким образом тел. [c.294]

Рассмотрим возможную схему взаимодействия двух соприкасающихся сферических частиц, иллюстрирующую идеализированный элемент процесса спекания (рис. 141). Если эти две частицы ввести в соприкосновение, нагреть до некоторой температуры и выдержать в таком состоянии, то они через некоторое время срастутся. Перенос вещества в этом случае будет происходить от контактной поверхности между частицами к поверхности образующихся перемычек, как это показано стрелками. Частицы сближаются, вызывая общую усадку всей системы. Механизм увеличения контактной поверхности и сближения частиц (т. е. усадка) при спекании по этой схеме объясняется поверхностной диффузией атомов под влиянием различий в изобарном термодинамическом потенциале. [c.290]

Перегруппировка частиц наиболее отчетливо проявляется в системах, в которых компоненты не растворяются. Этот процесс протекает очень быстро и он в основном и определяет усадку. При содержании жидкой фазы 25—35% (объемн.) может быть достигнута теоретическая плотность. При малом количестве жидкой фазы (не менее 5% объемн.) действует механизм уплотнения, связанный с растворением мелких частиц и осаждением вещества из расплава на крупные частицы. Этот механизм спекания наблюдается в системах, компоненты которых обладают достаточной растворимостью (твердая тугоплавкая фаза хорошо растворяется в жидкой, состоящей из более легкоплавкого компонента). Частицы могут растворяться в жидкости либо по всей поверхности, либо наиболее интенсивно в местах взаимного контакта. Последний случай наиболее вероятен. Важным условием для осуществления процесса растворения-осаждения, так же как и процесса перегруппировки, является проникновение жидкости между зернами, которое происходит при небольших значениях краевого угла смачивания. Может оказаться, что жидкость не затекает (или перестает затекать) в стыки между частицами. Это характерно для медленного уплотнения на третьей стадии, когда происходит срастание твердых частиц, подчиняющееся закономерностям твердофазного спекания. Чем больше срастаются частицы, тем более затруднено продвижение жидкости. В результате срастания частиц в спекаемом брикете образуется жесткий скелет либо в процессе уплотнения (в этом случае жидкая фаза заключена в порах скелета), либо после его завершения. Преобладание того или иного механизма уплотнения зависит от природы спекаемых компонентов, количества присутствующей жидкости, размера частиц тугоплавкой составляющей и начальной пористости брикета. [c.319]

Механизм воздействия активирующих добавок на процесс спекания заключается в следующем на границах зерен проходит реакция восстановления двуокиси циркония углеродом, вследствие чего возникают высокоподвижные атомы циркония, взаимодействующие с атомами бора с образованием мелких зародышей диборида циркония, обладающих избыточной энергией, что ускоряет диффузионные процессы как на поверхности частиц, так и в объемах, прилегающих к контактным участкам в результате, усадка интенсифицируется под действием сил поверхностного натяжения. Развитие метода активированного спекания делает возможным использование при формовании твердых тугоплавких соединений шликерного литья, прокатки, мундштучного прессования и других методов. [c.503]

Ускоряющее влияние давления на кинетику спекания в области различных давлений и температур обусловливается разными механизмами деформирования вещества пористого тела. На начальной стадии спекания повышение давления способствует увеличению скорости усадки, сопровождающейся залечиванием мелких пор, причем суммарный объем пор уменьшается в основном за счет исчезновения наиболее мелких из них, тогда как средний размер пор при этом меняется незначительно. [c.41]

Известные механизмы массообмена не объясняют его высокую скорость в ультрадисперсных системах. В никелевой порошковой ленте она, несомненно, обусловлена тем, что массообмен происходит в условиях непрерывной усадки материала при одновременном воздействии температуры и деформации. Причем скорость усадки порошковой ленты очень велика на ранних стадиях спекания (/ = 5... 15 мин) и сушественно замедляется на поздних (t = = 20...30 мин). [c.97]

В том случае, когда спекание сопровождается усадкой, механизм процесса будет,, видимо, определяться в основном объемными перемещениями атомов (вязкое течение,, диффузия). [c.974]

Авторы работ [87, 90] предлагают такой механизм спекания, объясняющий активирующее действие добавок. Процесс спекания проходит в три стадии. На начальной стадии вследствие высокого давления паров А1, Ве и 51 (табл. 3.8) эти металлы улетучиваются из соответствующих добавок — интерметаллидов урана. Пары металлов, обдувая частицы монокарбида, активируют их поверхность, что обеспечивает интенсивную усадку брикета. На этой стадии спекания усадка имеет наибольшую величину. На второй стадии спекание протекает в присутствии жидкой фазы (урана), которая образуется в результате испарения летучего металла из интерметаллида. И, наконец, на последней стадии происходит диффузия углерода из графи- [c.172]

Рассмотрим возможную схему взаимодействия двух соприкасающихся сферических частиц, иллюстрирующую идеализированный элемент процесса спекания (рис. 135). Если эти две частицы ввести в соприкосновение, нагреть до некоторой температуры и выдержать в таком состоянии, то они через некоторое время срастутся. Перенос вещества в этом случае будет происходить от контактной поверхности между частицами к поверхности образующихся перемычек, как это показано стрелками. Частицы сближаются, вызывая общую усадку всей системы. Механизм увеличения контактной поверхности и сближения [c.316]

Перегруппировка частиц наиболее отчетливо проявляется в системах, в которых компоненты не растворяются. Этот процесс протекает очень быстро и он в основном и определяет усадку. При содержании жидкой фазы 25—35% (объемн.) может быть достигнута теоретическая плотность. При малом количестве жидкой фазы [не менее 5% (объемн.)] в большей мере проявляется действие механизма уплотнения, связанного с растворением мелких частиц и осаждением вещества из расплава на крупные частицы. Этот механизм спекания наблюдается в системах, компоненты которых обладают достаточной растворимостью (твердая тугоплавкая фаза хорошо растворяется в жидкой, состоящей из более легкоплавкого компонента). Частицы могут растворяться в жидкости либо по всей поверхности, либо наиболее интенсивно в местах взаимного контакта. Последний случай наиболее вероятен. [c.343]

Задержать рост зерен при обычном спекании можно, используя специальные неизотермические режимы нагрева. В этом случае удается за счет конкуренции механизмов усадки и роста зерен оптимизировать процессы уплотнения, исключив в значительной степени рекристаллизационные явления [23]. Электроразрядное спекание spark plasma sintering, осуществляемое пропусканием тока через спекаемый образец, и горячая обработка давлением порошковых объектов (например, ковка или экструзия) могут также способствовать торможению рекристаллизации и использоваться для получения наноматериалов. Спекание керамических наноматериалов в условиях микроволнового нагрева, приводящего к равномерному распределению температуры по сечению образцов, также способствует сохранению наноструктуры. Однако размер кристаллитов в перечисленных вариантах консолидации обычно на уровне верхнего предела размера зерен наноструктуры, т.е. обычно не ниже 50 — 100 нм. Различные методы консоли- [c.127]

Механизм усадки при спекании заключается в объемной деформации частиц под влиянием поверхностного натяжения, осуществляемой путем объемной самодиф-фузии атомов по вакансиям (или, что то же самое, само-диффузией вакансий) при этом коэффициент самодиф-фузии изменяется во времени вследствие уменьшения первоначальной повышенной концентрации искажений (дефектов) решетки. [c.302]

Механизм усадки при спекании заключается в объемной деформации частиц под влиянием поверхностного натяжения, осуществляемой путем объемной самодиф-фузии атомов по вакансиям (или, что то же самое, са- [c.327]

Возникающие на начальной стадии спекания перемычки (шейки) между частицами при дальнейшем спекании увеличиваются в размере. Рост шеек происходит благодаря переносу вещества и может осуществляться с помощью различных механизмов перенос вещества через газовую фазу, объемная диффузия, поверхностная диффузия, вязкое течение. Если рост шеек происходит за счет переноса вещества через газовую фазу поверхностной или объемной диффузией, когда стоком вакансий является поверхность частиц, то спекаемый ППМ не будет иметь усадку. Если рост шейки осуществляется по механизму объемной диффузии, когда стоком вакансий является граница между частицами, или по механизму вязкого течения, то одновременно с ростом шейки происходит сближение центров контактообразующих частиц, что приводит к усадке спекаемого ППМ. [c.103]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...