燒結(英文名稱:sintering )燒結是粉末或壓坯在低于主要組分熔點溫度下加熱,使顆粒間產生連接,以提高制品性能的方法。
燒結的定義,是把粉狀物料轉變為致密體,是一個傳統的工藝過程。人們很早就利用這個工藝來生產陶瓷、粉末冶金、耐火材料、超高溫材料等。一般來說,粉體經過成型后,通過燒結得到的致密體是一種多晶材料,其顯微結構由晶體、玻璃體和氣孔組成。燒結過程直接影響顯微結構中的晶粒尺寸、氣孔尺寸及晶界形狀和分布。無機材料的性能不僅與材料組成(化學組成與礦物組成)有關,還與材料的顯微結構有密切的關系。
1、 宏觀定義
在高溫下(低于熔點),陶瓷生坯固體顆粒的相互鍵聯,晶粒長大,空隙(氣孔)和晶界漸趨減 燒結地面磚
少,通過物質的傳遞,其總體積收縮,密度增加,最后成為具有某種顯微結構的致密多晶燒結體,這種現象稱為燒結。 微觀定義:固態中分子(或原子)間存在互相吸引,通過加熱使質點獲得足夠的能量進行遷移,使粉末體產生顆粒黏結,產生強度并導致致密化和再結晶的過程稱為燒結。
2、制取無機固體材料的一種過程
在利用固相反應制備無機固體化合物時,反應的速率由擴散過程控制,常常需要較高的溫度才能使反應有效地進行。另外一些固體化合物是固液相組成的化合物,在熔化時會發生分解反應,故燒結一般應在產物熔點以下進行,以保證得到均勻的物相。但是燒結溫度也不能太低,否則會使固相反應的速率太低。在很多情況下,燒結需要在特定的氣氛或真空中進行。控制燒結過程的氣相分壓非常重要,特別是當研究的體系中含有價態可變的離子時,固相反應的氣相分壓將直接影響到產物的組成和結構。例如,在銅系氧化物高溫超導體的合成中,燒結過程必須在嚴格控制氧分壓,以保證得到具有確定結構、組成和銅價態分布的超導材料。
3、是聚四氟乙烯(PTFE)加工步驟
一個重要的步驟。聚四氟乙烯預成型品必須通過燒結才能成為有用的制品。燒結是 燒結
將預成型品加熱至熔點(327℃)以上,并在此溫度下保持一定時間,使聚合物分子由結晶形逐漸轉變為無定型,使分散的樹脂顆粒通過相互熔融擴散黏結成一個連續的整體。燒結全的預成型品由透明膠狀體冷卻成堅固的乳白色的不透明制品。
4、工序
高爐煉鐵生產前,將各種粉狀含鐵原料,配入適量的燃料和熔劑,加入適量的水,經混合和造球后在燒結設備上使物料發生一系列物理化學變化,燒結成塊的過程。目前生產上廣泛采用帶式抽風燒結機生產燒結礦。主要包括燒結料的準備,配料與混合,燒結和產品處理等工序。
燒結的工藝流程、過程:
1、燒結 sintering 粉末或壓坯在低于主要組分熔點的溫度下的熱處理,目的在于通過顆粒間的冶金結 燒結
合以提高其強度。 2、填料 packing material 在預燒或燒結過程中為了起分隔和保護作用而將壓坯埋入其中的一種材料。 3、預燒 presintering 在低于最終燒結溫度的溫度下對壓坯的加熱處理。 4、加壓燒結 pressure 在燒結同時施加單軸向壓力的燒結工藝。 5、松裝燒結 loose-powder sintering,gravity sintering 粉末未經壓制直接進行的燒結。 6、液相燒結 liquid-phase sintering 至少具有兩種組分的粉末或壓坯在形成一種液相的狀態下燒結。 7、過燒 oversintering 燒結溫度過高和(或)燒結時間過長致使產品最終性能惡化的燒結。 8、欠燒 undersintering 燒結溫度過低和(或)燒結時間過短致使產品未達到所需性能的燒結。 燒結
9、熔滲 infiltration 用熔點比制品熔點低的金屬或合金在熔融狀態下充填未燒結的或燒結的制品內的孔隙的工藝方法。 10、脫蠟 dewaxing,burn-off 用加熱排出壓坯中的有機添加劑(粘結劑或潤滑劑)。 11、網帶爐 mesh belt furnace 一般由馬弗保護的網帶將零件實現爐內連續輸送的燒結爐。 12、步進梁式爐 walking-beam furnace 通過步進梁系統將放置于燒結盤中的零件在爐內進行傳送的燒結爐。 13、推桿式爐 pusher furnace 將零件裝入燒舟中,通過推進系統將零件在爐內進行傳送的燒結爐。 14、燒結頸形成 neck formation 燒結時在顆粒間形成頸狀的聯結。 15、起泡 blistering 由于氣體劇烈排出,在燒結件表面形成鼓泡的現象。 16、發汗 sweating 壓坯加熱處理時液相滲出的現象。 17、燒結殼 sinter skin 燒結時,燒結件上形成的一種表面層,其性能不同于產品內部。 18、相對密度 relative density 多孔體的密度與無孔狀態下同一成分材料的密度之比,以百分率表示。 19、徑向壓潰密度 radial crushing strength 通過施加徑向壓力測定的燒結圓筒試樣的破裂強度。 20、孔隙度 porosity 多孔體中所有孔隙的體積與總體積之比。 21、擴散孔隙 diffusion porosity 由于柯肯達爾效應導致的一種組元物質擴散到另一組元中形成的孔隙。 22、孔徑分布 pore size distribution 材料中存在的各級孔徑按數量或體積計算的百分率。 23、表觀硬度 apparent hardness 在規定條件下測定的燒結材料的硬度,它包括了孔隙的影響。 24、實體硬度 solid hardness 在規定條件下測定的燒結材料的某一相或顆粒或某一區域的硬度,它排除了孔隙的影響。 25、起泡壓力 bubble-point pressure 迫使氣體通過液體浸漬的制品產生第一氣泡所需的最小的壓力。 26、流體透過性 fluid permeability 在規定條件下測定的在單位時間內液體或氣體通過多孔體的數量。
燒結生產危險源及主要事故類別和原因
危險源:高溫、粉塵、高速機械轉動、有毒有害氣體及物質流傷害、高處作業等危害; 事故類別:機械傷害、高處墜落、物體打擊、起重傷害、灼燙、觸電、中毒以及塵肺等8類; 事故原因:設備缺陷、技術和工藝缺陷、防護裝置缺陷、作業環境差,規章制度不完善和違章作業等。 |