材料工程基础课件-第六章 第二节 粉末体的烧结
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粉末制备与烧结ppt课件
的加入量为50一30000ppm可以得0.2-0.4 微米的粉，过多了促使性能变坏。
(3) 氢还原三氧化钨的工艺
生产可锻致密金属钨用的钨粉是用氢还 原三氧化钨制得的。 生产硬质合金用的钨粉，一般也用氢还 原法制得，因为氢还原法制得的钨粉纯 度较高，粒度易控制。
四、金属热还原法
金属热还原法主要应用于制取稀有金属 (Ta、Nb、Ti、Zr、Th、U、Cr等)
2)氢气的影响
i) 氢气湿度的影响
氢气湿度过大，使还原速度减慢，还原不充 分，结果钨粉颗粒变粗、钨粉含氧虽也增高
氢气湿度过大，增大炉管内的水蒸气浓度， 这样可使很细的钨粉重新氧化成WO2或 W2(OH)2，当它再被氢还原时便沉积在粗粒的 钨粉上，使细W粉不断减少，粗W粉不断长大， 这就是所谓“氧化—复原〞长大机构。
1)原料 i) 三氧化钨粒度的影响 制造钨粉的原料由于原料杂质含量及
煅烧温度不同，所得WO3粒度不相 同。
锻烧钨酸(H2W04)而得到的WO3，颗 粒呈不规则的聚集体，颗粒较细。
煅烧仲钨酸铵 [5(NH4)2O·12WO3·11H2O] 而
i i) 三氧化钨中水含量的影响
WO3中水含量增加，可使钨粉粒度增 加、粒度分布不均匀。
可以很高钨粉质量的均匀程度。在还原过程中， 出于舟皿中上下层物料与氢接触的条件不一样， 不可避处地会们现物料质量不均，采用两阶段还 原，便可提高其均匀程度.
可以提高生产率，因为三氧化钨还原成二氧化钨 后，舟皿中的物料体积大大减小，装舟再去还原， 便可允分利用舟皿的容积 。
（2〕影响钨粉粒度和纯度的因素
Fe稳定
FeO稳定
Fe3O4稳定
固体碳直接还原铁氧化物的反应
当温度高于570℃时 3Fe2O3十C ＝2 Fe3O4十CO2 Fe3O4十C ＝3FeO十CO2 FeO十C ＝Fe十CO2
(3) 氢还原三氧化钨的工艺
生产可锻致密金属钨用的钨粉是用氢还 原三氧化钨制得的。 生产硬质合金用的钨粉，一般也用氢还 原法制得，因为氢还原法制得的钨粉纯 度较高，粒度易控制。
四、金属热还原法
金属热还原法主要应用于制取稀有金属 (Ta、Nb、Ti、Zr、Th、U、Cr等)
2)氢气的影响
i) 氢气湿度的影响
氢气湿度过大，使还原速度减慢，还原不充 分，结果钨粉颗粒变粗、钨粉含氧虽也增高
氢气湿度过大，增大炉管内的水蒸气浓度， 这样可使很细的钨粉重新氧化成WO2或 W2(OH)2，当它再被氢还原时便沉积在粗粒的 钨粉上，使细W粉不断减少，粗W粉不断长大， 这就是所谓“氧化—复原〞长大机构。
1)原料 i) 三氧化钨粒度的影响 制造钨粉的原料由于原料杂质含量及
煅烧温度不同，所得WO3粒度不相 同。
锻烧钨酸(H2W04)而得到的WO3，颗 粒呈不规则的聚集体，颗粒较细。
煅烧仲钨酸铵 [5(NH4)2O·12WO3·11H2O] 而
i i) 三氧化钨中水含量的影响
WO3中水含量增加，可使钨粉粒度增 加、粒度分布不均匀。
可以很高钨粉质量的均匀程度。在还原过程中， 出于舟皿中上下层物料与氢接触的条件不一样， 不可避处地会们现物料质量不均，采用两阶段还 原，便可提高其均匀程度.
可以提高生产率，因为三氧化钨还原成二氧化钨 后，舟皿中的物料体积大大减小，装舟再去还原， 便可允分利用舟皿的容积 。
（2〕影响钨粉粒度和纯度的因素
Fe稳定
FeO稳定
Fe3O4稳定
固体碳直接还原铁氧化物的反应
当温度高于570℃时 3Fe2O3十C ＝2 Fe3O4十CO2 Fe3O4十C ＝3FeO十CO2 FeO十C ＝Fe十CO2
粉末成形与烧结 ppt课件
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一、金属粉末的压坯强度
压坯强度是指压坯反抗外力作用保持其几何形状和尺寸不变的能 力，是反映粉末质量优劣的重要标志之一。粉末颗粒之间的联结 力大致可分为两种：
(1)粉末颗粒之间的机械啮合力 粉末的外表面呈凹凸不平的不规则形状，通过压制，粉末颗粒之 间由于位移和变形可以互相楔住和钩住，从而形成粉末颗粒之间 的机械啮合，这是使压坯具有强度的主要原因之一 。
制粒： 制粒是将小颗粒颗粒粉末制成大颗粒或团粒的工序，常用来改善粉末 的流动性。在硬质合金生产中，为了便于自动成形，使粉末能顺利充 填模腔必须先制粒。
混合： 混合一般是指将两种或两种以上不同成分的粉末混合均匀的过程。有 时候，为了需要也将成分相同而粒度不同的粉末进行混合，这种过程 称为合批。
PPT课件
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主要成形工艺分类 压力成形 （1）刚性模压制 （2）等静压成形 （3）爆炸成形 增塑成形 （1）粉末轧制（也可不用增塑剂） （2）粉末挤压 （3）粉末注射成形 （4）车坯、滚压
浆料成形 （1）注浆成形 （2）流延成形 （3）电泳成形 （4）直接凝固成形 （5）凝胶注模成形 其他成形 喷射成形等
粉末退火
提纯，软化粉末，稳定粉末结构，粉末钝化；
粉末混合
混粉、合批，使成分均匀；物理法与化学法；
成型剂
润滑剂、粘接剂、造孔剂；
制粒
小颗粒制成大颗粒，改善流动性；
加压与脱模
压制力、压制速度；保压时间；脱模力；
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压制前粉末要经过预处理，预处理包括：粉末退火、筛分、混合、 制粒、加润滑利等 。 退火： 目的：除杂、消除加工硬化、钝化。 退火温度根据金属粉末的种类而不同，通常为该金属熔点的 0.5~0.6Tm。
第6章 第二节 粉末体烧结
微波特性
优点（与常规加热方式比较）
缺点
穿透辐射，直接整体加 热
从内部加热材料，试样的表面温度较低；倒置的 温度梯度；临时功率/温度响应；在清洁环境下 加热材料
微波透明材料很难被加热；不
良导体材料内部会形成大的温 度梯度
可控的能量（场）分布
瞬时能量高度集中；优化功率-时间曲线，提高 产量及改进质量；可以遥控操作，过程自动化
6.2 粉末体烧结
烧结原理 烧结工艺
第二节 粉末体烧结
?粉末成形存在的问题？
坯体经干燥或预烧结后仍是粉末颗粒之间的 机械咬和，强度低，不能直接应用。
?解决办法？
?高温烧结技术 ---- 使粉末颗粒间增加粘结面，
降低表面能， 形成稳定和所需强度的块体材 料。
一.烧结原理
概述
? 烧结：指在高温作用下，坯体发生一系列物理化学变
烧结工艺
无压烧结
加压烧结
反应烧结
微波烧结 电火花等离子烧结
固相烧结 液相烧结
热压烧结 热等静压烧结 烧结-热等静压
1. 无压烧结 --- 指在大气压或真空状态下，将压制
的坯体置于烧结炉中，按一定的烧结制度进行加热的 普通烧结，是相对于加压烧结而言的。
烧结过程要经历三个阶段： 升温阶段 ，保温阶段和冷 却阶段 。
化，由松散状态逐渐致密化，且机械强度大大提高的
过程。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
烧结分类：
固相烧结
烧结
液相烧结
单元系烧结
烧结
多元系烧结
一.烧结原理
? 在烧结中的 物理化学变化 包括： a. 有机物的挥发、坯体内应力的消除、气孔率的减少； b. 原子的扩散、粘性流动和塑性流动； c. 二次再结晶过程和晶粒长大； d. 生成液相时还可能发生固相的溶解与析出。
粉末冶金材料的烧结
粉末冶金材料的烧结在粉末冶金生产过程中，为了将成型工艺制得的压坯或者松装粉末体制成有一定强度、一定密度的产品，需要在适当的条件下进行热处理，最常用的工艺是烧结。
烧结是把粉末或粉末压坯后，在适当的温度和气氛条件下加热的过程，从而使粉末颗粒相互黏结起来，改善其性能。
烧结的结果是颗粒间发生黏结，烧结体强度增加，而且多数情况下，其密度也提高。
在烧结过程中，发生一系列的物理和化学变化，粉末颗粒的聚集体变为晶粒的聚集体，从而获得具有所需物理、力学性能的制品或材料。
在粉末冶金生产过程中，烧结是最基本的工序之一。
从根本上说，粉末冶金生产过程一般是由粉末成型和粉末毛坯热处理这两道基本工序组成的。
虽然在某些特殊情况下（如粉末松装烧结）缺少成型工序，但是烧结工序或相当于烧结的高温工序（如热压或热锻）是不可缺少的。
另外，烧结工艺参数对产品性能起着决定性的作用，由烧结工艺产生的废品是无法通过其他的工序来挽救的。
影响烧结的两个重要因素是烧结时间和烧结气氛。
这两个因素都不同程度地影响着烧结工序的经济性，从而对整个产品成本产生影响。
因此，优化烧结工艺，改进烧结设备，减少工序的物质和能量消耗，如降低烧结温度、缩短烧结时间，对产品生产的经济性具有重大意义。
一、烧结过程的基本类型用粉末烧结的方法可以制得各种纯金属、合金、化合物以及复合材料。
烧结体按粉末原料的组成可分为由纯金属、化合物或固溶体组成的单相系，由金属，金属、金属－非金属、金属化合物组成的多相系。
为了反映烧结的主要过程和烧结机构的特点，通常按烧结过程有无明显液相出现和烧结系统的组成对烧结进行分类，如固相烧结和液相烧结，单元系烧结和多元系烧结等。
二、固相烧结粉末固相烧结是指整个烧结过程中，粉末压坯的各个组元都不发生熔化，即无液相出现和形成的烧结过程。
按其组元的多少，可分为单元系固相烧结和多元系固相烧结两类。
1.单元系固相烧结单元系固相烧结，即单一粉末成分的烧结。
例如各种纯金属的烧结、预合金化粉末的烧结、固定成分的化合物粉末的烧结等，均为单元系固相烧结。
粉末冶金原理 烧结 PPT
→ 2ln(x/a) = A + ln t
实验验证：
以ln(x/a)作纵坐标、 ln t作横坐标 绘制实验测定值直线，若其斜率为1/2 则粘性流动为烧结的物质迁移机构
Kaczynski处理：
d t成正比
∴有：γ/ρ=Kˊη▪d x/(d t)
所以垂直作用于
＋）
曲面上的合力为
而作用在面积
上的应力为
负号表示作用在曲颈面 上的应力是张力， 方向朝颈外，其效果是使烧结颈扩大。 随着烧结颈 ）的扩大，负曲率半径的 绝对值亦增大，说明烧结的动力也减小。
对于形成隔离孔隙的情况，烧结收缩的动力可用下述 方程描述：
孔隙的半径
5.3烧结机构
烧结过程中，颗粒粘结面上发生的量与质的变化以 及烧结体内孔隙的球化与缩小等过程都是以物质的迁移 为前提的。
由Fick第一定律： d r/d t= —D v’▽C v = —D v γΩ/（kTr2）
分离变量并积分： ro3-r3 = 3γΩ/（k T）•D v t
线收缩率动力学方程： 由第二烧结几何模型：△a/a=1-Cosθ =2Sin2(θ /2)
=2(θ /2)2 θ =x/a很小 =x2/2a2 = △L/L
第五章烧结
1概述 2烧结过程的热力学基础 3烧结机构
1 概述
一、烧结在粉末冶金生产过程中的重要性 1、烧结是粉末冶金生产过程中最基本的工序之
一。粉末冶金从根本上说，是由粉末成形和粉 末毛坯热处理（烧结）这两道基本工序组成的， 在特殊情况下（如粉末松装烧结），成形工序 并不需要，但是烧结工序，或相当于烧结的高 温工序（如热压或热锻）却是不可缺少的。
为了反映烧结的主要过程和机构的特点，通常按烧结过程
有无明显的液相出现和烧结系统的组成进行分类：
实验验证：
以ln(x/a)作纵坐标、 ln t作横坐标 绘制实验测定值直线，若其斜率为1/2 则粘性流动为烧结的物质迁移机构
Kaczynski处理：
d t成正比
∴有：γ/ρ=Kˊη▪d x/(d t)
所以垂直作用于
＋）
曲面上的合力为
而作用在面积
上的应力为
负号表示作用在曲颈面 上的应力是张力， 方向朝颈外，其效果是使烧结颈扩大。 随着烧结颈 ）的扩大，负曲率半径的 绝对值亦增大，说明烧结的动力也减小。
对于形成隔离孔隙的情况，烧结收缩的动力可用下述 方程描述：
孔隙的半径
5.3烧结机构
烧结过程中，颗粒粘结面上发生的量与质的变化以 及烧结体内孔隙的球化与缩小等过程都是以物质的迁移 为前提的。
由Fick第一定律： d r/d t= —D v’▽C v = —D v γΩ/（kTr2）
分离变量并积分： ro3-r3 = 3γΩ/（k T）•D v t
线收缩率动力学方程： 由第二烧结几何模型：△a/a=1-Cosθ =2Sin2(θ /2)
=2(θ /2)2 θ =x/a很小 =x2/2a2 = △L/L
第五章烧结
1概述 2烧结过程的热力学基础 3烧结机构
1 概述
一、烧结在粉末冶金生产过程中的重要性 1、烧结是粉末冶金生产过程中最基本的工序之
一。粉末冶金从根本上说，是由粉末成形和粉 末毛坯热处理（烧结）这两道基本工序组成的， 在特殊情况下（如粉末松装烧结），成形工序 并不需要，但是烧结工序，或相当于烧结的高 温工序（如热压或热锻）却是不可缺少的。
为了反映烧结的主要过程和机构的特点，通常按烧结过程
有无明显的液相出现和烧结系统的组成进行分类：
粉末冶金：粉末烧结
➢在烧结颈表面存在张应力,张应力大小与烧结颈曲率半径成反比 ➢烧结颈处空位浓度高于无应力作用区域的空位浓度 ➢物质表面的平衡蒸气压与其表面曲率半径有关
烧结机理
烧结过程中物质的迁移方式
➢ 粘性流动：在剪切应力作用下，产生粘性流动， 物质向颈部迁移
➢ 蒸发凝聚：表面层原子向空间蒸发，借蒸汽压差 通过气相向颈部空间扩散，沉积在颈部
➢ 体积扩散：借助于空位运动，原子等向颈部迁移 ➢ 表面扩散：原子沿颗粒表面迁移 ➢ 晶界扩散：晶界为快速扩散通道，原子沿晶界向
颈部迁移 ➢ 位错管道扩散：位错为非完整区域，原子易于沿
此通道向颈部扩散，导致物质迁移
烧结过程中物质的迁移方式
扩散
蒸发凝聚
回复再结晶和聚晶长大
➢ 回复 ➢ 再结晶 ➢ 聚晶长大
◊无限固溶系 ◊有限固溶系 ◊完全不溶系
液相烧结 多元系液相烧结
◊稳定液相烧结 ◊瞬时液相烧结 ◊熔浸
烧结理论的研究范畴
研究粉末压坯在烧结过程中微观结构的 演化和物质变化规律 ➢ 热力学:烧结过程的驱动力（Why） ➢ 动力学:烧结过程中物质迁移方式和迁移 速度（How）
烧结理论的发展
➢ 烧结工艺始于公元前3000年 ➢ 烧结理论始于20世纪中期 ➢ 目前还没有成熟的理论
烧结基本过程
三阶段：
(1) 颗粒之间形成接触 (2) 烧结颈长大
➢ 粘结阶段
(3) 连通孔洞闭合 (4) 孔洞固化
➢ 烧结颈长大阶段
(5) 孔洞收缩和致密化 (6) 孔洞粗化
(7) 晶粒长大
➢ 闭孔隙球化和缩小阶段
水分挥发 化学反应 应力消除 回复和再结晶
粘结面和晶界的形成
粘结面和晶界的形成
烧结后的孔隙
烧结机理
烧结过程中物质的迁移方式
➢ 粘性流动：在剪切应力作用下，产生粘性流动， 物质向颈部迁移
➢ 蒸发凝聚：表面层原子向空间蒸发，借蒸汽压差 通过气相向颈部空间扩散，沉积在颈部
➢ 体积扩散：借助于空位运动，原子等向颈部迁移 ➢ 表面扩散：原子沿颗粒表面迁移 ➢ 晶界扩散：晶界为快速扩散通道，原子沿晶界向
颈部迁移 ➢ 位错管道扩散：位错为非完整区域，原子易于沿
此通道向颈部扩散，导致物质迁移
烧结过程中物质的迁移方式
扩散
蒸发凝聚
回复再结晶和聚晶长大
➢ 回复 ➢ 再结晶 ➢ 聚晶长大
◊无限固溶系 ◊有限固溶系 ◊完全不溶系
液相烧结 多元系液相烧结
◊稳定液相烧结 ◊瞬时液相烧结 ◊熔浸
烧结理论的研究范畴
研究粉末压坯在烧结过程中微观结构的 演化和物质变化规律 ➢ 热力学:烧结过程的驱动力（Why） ➢ 动力学:烧结过程中物质迁移方式和迁移 速度（How）
烧结理论的发展
➢ 烧结工艺始于公元前3000年 ➢ 烧结理论始于20世纪中期 ➢ 目前还没有成熟的理论
烧结基本过程
三阶段：
(1) 颗粒之间形成接触 (2) 烧结颈长大
➢ 粘结阶段
(3) 连通孔洞闭合 (4) 孔洞固化
➢ 烧结颈长大阶段
(5) 孔洞收缩和致密化 (6) 孔洞粗化
(7) 晶粒长大
➢ 闭孔隙球化和缩小阶段
水分挥发 化学反应 应力消除 回复和再结晶
粘结面和晶界的形成
粘结面和晶界的形成
烧结后的孔隙
粉末冶金原理-烧结
粉末冶金原理-烧结烧结是粉末冶金中一种常用的加工方法，它通过高温和压力的作用，将金属粉末粒子相互结合成致密的块状体，从而获取所需的材料性能和形状。
本文将介绍烧结的原理、方法以及应用。
1. 烧结原理粉末冶金烧结的原理基于固相扩散和短程扩散的作用。
在烧结过程中，金属粉末颗粒之间的接触面发生原子间的扩散，使得粒子之间形成更强的结合力，从而实现粉末的聚结。
烧结过程中，首先是金属粉末颗粒之间的接触，原子开始扩散。
随着温度的升高，扩散速率也随之增加。
当粉末颗粒之间的接触点扩散到一定程度后，开始形成颗粒之间的原子键合。
键合的形成使得颗粒间的结合力增强，同时形成新的晶体结构或弥散态结构。
2. 烧结方法2.1 传统烧结传统烧结是指采用外加热源和压力来实现烧结过程。
该方法通常包括以下几个步骤：1.装料：将金属粉末和所需添加剂按照一定比例混合，并形成一定的装料形状，如坯料或颗粒。
2.预压：将装料放入模具中，并施加一定的压力，使装料初步固结成形。
3.高温烧结：将装料放入烧结炉中，在一定的温度下暴露一段时间，使装料中的金属粉末颗粒扩散、晶粒长大并结合。
4.冷却：烧结完成后，将烧结块从炉中取出，经过冷却以稳定材料结构。
5.表面处理：根据需求，对烧结块进行加工、修整和处理，以得到最终所需的形状和表面特性。
2.2 反应烧结反应烧结是指在烧结过程中引入化学反应，利用固相反应进行金属粉末的结合。
相较于传统烧结，反应烧结可以实现更高的烧结温度，加快晶粒生长和结合的速度。
反应烧结的具体步骤包括：1.装料：将金属粉末和反应剂按照一定比例混合，并形成装料。
2.高温烧结：将装料放入烧结炉中，在一定的温度下暴露一段时间。
在高温下，反应剂与金属粉末发生固相反应，生成新的物质并结合金属粉末颗粒。
3.冷却：烧结完成后，将烧结块从炉中取出，经过冷却以稳定材料结构。
4.表面处理：根据需求，对烧结块进行加工、修整和处理，以得到最终所需的形状和表面特性。
3. 烧结应用烧结方法在粉末冶金中具有广泛的应用。
粉末体烧结
2.在压力作用下粉末的运动行为可分为哪几个阶段？ 3. 模压成形包括哪些基本工艺步骤？ 4. 坯体干燥过程分为哪几个阶段？ 5. 烧结的原动力是什么？有哪些表现形式？ 6. 按烧结机理，粉末坯体的烧结过程分为哪几个
阶段？
7. 常见的烧结工艺有哪一些？
① 表面张力； ② 过剩空位浓度梯度； ③ 蒸气压差；
一.烧结原理
3.烧结时的物质迁移
传质机理（四个过程）： ①粘塑性流动过程； ②扩散过程； ③蒸发—凝结过程； ④溶解—沉析过程。
6.2 粉末体烧结 6.2.1 烧结原理
之3:烧结时的物质迁移
物质迁移机制： ① 表面迁移 ：表面扩散和蒸发—凝聚 ② 体积迁移 ：体积扩散、塑性流动以及非晶物质
蒸发与凝聚------- Gibbs-Thomson 方程
ln
P1
2
RT
0
1 d
ln P1 2 0 ( 1 1 ) 0
P2 RT d1 d2
d1 > 0 d2 < 0
P1 P2
颗粒凸表面蒸发，凹颈部凝聚
多元固相烧结
异质组元颗粒间的作用
组元的反应
组元的溶解
通过组元的互扩散实现
6.2 粉末体烧结
一.烧结原理
1.概述
6.2 粉末体烧结 6.2.1 烧结原理 之1:概述
烧结：指在高温作用下，坯体发生一系列物理化 学变化，由松散状态逐渐致密化，且机械强度大 大提高的过程。
在烧结中的物理化学变化包括： ① 有机物的挥发、坯体内应力的消除、气孔率的减
少； ② 原子的扩散、粘性流动和塑性流动； ③ 二次再结晶过程和晶粒长大； ④ 生成液相时还可能发生固相的溶解与析出。
阶段？
7. 常见的烧结工艺有哪一些？
① 表面张力； ② 过剩空位浓度梯度； ③ 蒸气压差；
一.烧结原理
3.烧结时的物质迁移
传质机理（四个过程）： ①粘塑性流动过程； ②扩散过程； ③蒸发—凝结过程； ④溶解—沉析过程。
6.2 粉末体烧结 6.2.1 烧结原理
之3:烧结时的物质迁移
物质迁移机制： ① 表面迁移 ：表面扩散和蒸发—凝聚 ② 体积迁移 ：体积扩散、塑性流动以及非晶物质
蒸发与凝聚------- Gibbs-Thomson 方程
ln
P1
2
RT
0
1 d
ln P1 2 0 ( 1 1 ) 0
P2 RT d1 d2
d1 > 0 d2 < 0
P1 P2
颗粒凸表面蒸发，凹颈部凝聚
多元固相烧结
异质组元颗粒间的作用
组元的反应
组元的溶解
通过组元的互扩散实现
6.2 粉末体烧结
一.烧结原理
1.概述
6.2 粉末体烧结 6.2.1 烧结原理 之1:概述
烧结：指在高温作用下，坯体发生一系列物理化 学变化，由松散状态逐渐致密化，且机械强度大 大提高的过程。
在烧结中的物理化学变化包括： ① 有机物的挥发、坯体内应力的消除、气孔率的减
少； ② 原子的扩散、粘性流动和塑性流动； ③ 二次再结晶过程和晶粒长大； ④ 生成液相时还可能发生固相的溶解与析出。
材料工程基础课件-第六章 第二节 粉末体的烧结
1、烧结的定义
压制成型后的粉状物料在低于熔点的高 温作用下、通过坯体间颗粒相互粘结和 物质传递，气孔排除，体积收缩，强度 提高、逐渐变成具有一定的几何形状和 坚固整个的过程。
通常用烧结收缩、强度、容重、 气孔率等物理指标来衡量物烧结时是否出现液相，可将烧结分为两类：
金属粉末Ts≈（0.3—0.4）Tm 无机盐类Ts≈0.57Tm
硅酸盐类Ts≈（0.8—0.9）Tm 实验表明，物料开始烧结温度常与其质点开始明 显迁移的温度一致。
二、烧结原理 一、烧结过程
坯体中颗粒重排，接触处
产生键合，空隙变形、缩 小（即大气孔消失），固气总表面积没有变化。
传质开始，粒界增大，空 隙进一步变形、缩小，但 仍然连通，形如隧道。
二次再 结晶产 生原因
其次是成 型压力不 均匀及局 部有不均 匀的液相 等
但是，并不是在任何情况下二次再 结晶过程都是有害的。
在现代新材料的开发中常利用二次再 结过程来生产一些特种材料。如铁氧体 硬磁材料BaFel2O19的烧结中，控制大晶 粒为二次再结晶的晶核，利用二次再结 晶形成择优取向，使磁磷畴取向一致， 从而得到高磁导率的硬磁材料。
和溶解固相，由于小颗粒的表面能较大其 溶解度也就比大颗粒的大。其间存在下列 关系：
ln c 2 SLM c0 RTr
这种通过液相传质的机理称溶解—沉淀机 理。
结果与讨论
烧结的机理是复杂和多样的，但 都是以表面张力为动力的。应该指 出，对于不同物料和烧结条件，这 些过程并不是并重的，往往是某一 种或几种机理起主导作用。当条件
烧结是一个自发的不可逆过程， 系统表面能降低是推动烧结进行 的基本动力。
表面张力能使凹、凸表面处的蒸气压P分别低 于和高于平面表面处的蒸气压Po，并可以用 开尔文公式表达：
土木工程材料 第六章 烧结砖.ppt
土木工程材料
第六章 烧结砖
第六章 烧结砖
第一节 烧结普通砖
第一节 烧结普通砖
6. 1烧结普通砖的定义与品种
凡通过高温焙烧而制得的砖统称为烧 结砖。根据原料不同分为烧结粘土砖、烧 结粉煤灰砖、烧结页岩砖等。对孔洞率小 于15%的烧结砖，称为烧结普通砖。
西安
2011年11月
6.2 生产工艺
烧结砖的窑有两种，一为连续式窑，如轮窑、隧道窑； 一为间歇式窑，如土窑。目前多采用连续窑生产，窑内分预 热、焙烧、保温、冷却四带，将制得的坯烧结成砖。 当砖窑中焙烧是为氧化气氛，则制得红砖。若砖坯在 氧化气氛中烧成后，再在还原气氛中闷窑，即得到青砖。一 般认为青砖较红砖结实、耐碱、耐腐蚀、耐久，但价格较昂 贵。青砖一般在土窑中烧成。 焙烧时火候要适当，以免出现欠火砖和过火砖，前者 色浅，声哑，强度低，耐久性差；后者色深，声清脆，有弯 曲变形。 近年来出现内燃烧砖法，即在粘土内掺入一定可燃的工业废 渣，作为内燃料，这样烧结的砖称为内燃砖。内燃砖节省了 大量的煤，节约粘土5～10%，强度提高20%左右，表观密 度减小，导热系数低，还处理了大量的工业废渣。
西安 2011年11月
第六章 烧结砖
第二节 烧结多孔砖、空心砖
多孔砖使用时孔洞方向平行于受力方向；空心 砖的孔洞则垂直于受力方向。多孔砖常用作六层以 下的承重砌体；空心砖则常用于非承重砌体。
多孔砖的技术性能应满足国家规范GB 135442000《烧结多孔砖》的要求。根据其尺寸规格分为 M型和P型两类，见图7-1-1和表7-1-2。圆孔直径必 须≤22mm，非圆孔内切圆直径≤15mm，手抓孔一般 为（30～40）×（75～85）mm。空心砖规格尺寸 较多，常见形式见图7-1-2。
西安
2011年11月
第六章 烧结砖
第六章 烧结砖
第一节 烧结普通砖
第一节 烧结普通砖
6. 1烧结普通砖的定义与品种
凡通过高温焙烧而制得的砖统称为烧 结砖。根据原料不同分为烧结粘土砖、烧 结粉煤灰砖、烧结页岩砖等。对孔洞率小 于15%的烧结砖，称为烧结普通砖。
西安
2011年11月
6.2 生产工艺
烧结砖的窑有两种，一为连续式窑，如轮窑、隧道窑； 一为间歇式窑，如土窑。目前多采用连续窑生产，窑内分预 热、焙烧、保温、冷却四带，将制得的坯烧结成砖。 当砖窑中焙烧是为氧化气氛，则制得红砖。若砖坯在 氧化气氛中烧成后，再在还原气氛中闷窑，即得到青砖。一 般认为青砖较红砖结实、耐碱、耐腐蚀、耐久，但价格较昂 贵。青砖一般在土窑中烧成。 焙烧时火候要适当，以免出现欠火砖和过火砖，前者 色浅，声哑，强度低，耐久性差；后者色深，声清脆，有弯 曲变形。 近年来出现内燃烧砖法，即在粘土内掺入一定可燃的工业废 渣，作为内燃料，这样烧结的砖称为内燃砖。内燃砖节省了 大量的煤，节约粘土5～10%，强度提高20%左右，表观密 度减小，导热系数低，还处理了大量的工业废渣。
西安 2011年11月
第六章 烧结砖
第二节 烧结多孔砖、空心砖
多孔砖使用时孔洞方向平行于受力方向；空心 砖的孔洞则垂直于受力方向。多孔砖常用作六层以 下的承重砌体；空心砖则常用于非承重砌体。
多孔砖的技术性能应满足国家规范GB 135442000《烧结多孔砖》的要求。根据其尺寸规格分为 M型和P型两类，见图7-1-1和表7-1-2。圆孔直径必 须≤22mm，非圆孔内切圆直径≤15mm，手抓孔一般 为（30～40）×（75～85）mm。空心砖规格尺寸 较多，常见形式见图7-1-2。
西安
2011年11月
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第二节 粉末体烧结
概
烧
影
烧
结
响
结
原
因
工
述
理
素
艺
一、概 述
烧结过程是一门古老的工艺。现在，烧结过 程在许多工业部门得到广泛应用，如陶瓷、耐火 材料、粉末冶金、超高温材料等生产过程中都含 有烧结过程。烧结的目的是把粉状材料转变为致 密体。
研究物质在烧结过程中的各种物理化学变化。 对指导生产、控制产品质量，研制新型材料显得 特别重要。
（1）气氛的影响
实际生产中常可以发现，有些物料的烧结过程 对气体介质十分敏感。气氛不仅影响物料本身的 烧结，也会影响各添加物的效果。为此常需进行 相应的气氛控制。
气氛对烧结的影响是复杂的。同一种气体介质 对于不同物料的烧结，往往表现出不同的甚至相 反的效果，然而就作用机理而言，不外乎是物理 的和化学的两方面的作用。
金属粉末Ts≈（0.3—0.4）Tm 无机盐类Ts≈0.57Tm
硅酸盐类Ts≈（0.8—0.9）Tm 实验表明，物料开始烧结温度常与其质点开始明 显迁移的温度一致。
二、烧结原理 一、烧结过程
坯体中颗粒重排，接触处
产生键合，空隙变形、缩 小（即大气孔消失），固气总表面积没有变化。
传质开始，粒界增大，空 隙进一步变形、缩小，但 仍然连通，形如隧道。
烧结温度对AlN晶粒尺寸的影响
晶粒长大
概念
在烧结中、后期，细小晶粒逐渐 长大，而一些晶粒的长大过程也 是另一部分晶粒的缩小或消失过 程，其结果是平均晶粒尺寸增加
这一过程并不依赖于初次再结晶过程；晶粒 长大不是小晶粒的相互粘接，而是晶界移动 的结果。其含义的核心是晶粒平均尺寸增加。
推动力
晶粒长大的推动力是晶界过剩的 自由能，即晶界两侧物质的自由 焓之差是使界面向曲率中心移动 的驱动力。
TiO2时促进烧结温度可以更低，因为除了Ti4+ 离子与Cr3+大小相同，能与Al2O3固溶外，还由 于 Ti4+ 离 子 与 Al3+ 电 价 不 同 ， 置 换 后 将 伴 随 有
正离子空位产生，而且在高温下Ti4+可能转变
成半径较大的Ti3+从而加剧晶格畸变，使活性
更高；故能更有效地促进烧结。
烧结是一个自发的不可逆过程， 系统表面能降低是推动烧结进行 的基本动力。
表面张力能使凹、凸表面处的蒸气压P分别低 于和高于平面表面处的蒸气压Po，并可以用 开尔文公式表达：
对于球形表面 ln P 2M （1）
P0 dRTr
对于非球形表面
ln P M ( 1 1 )（2）
P0 dRT r1 r2
1、烧结的定义
压制成型后的粉状物料在低于熔点的高 温作用下、通过坯体间颗粒相互粘结和 物质传递，气孔排除，体积收缩，强度 提高、逐渐变成具有一定的几何形状和 坚固整个的过程。
通常用烧结收缩、强度、容重、 气孔率等物理指标来衡量物料
烧结质量的好坏。
2、烧结分类
按照烧结时是否出现液相，可将烧结分为两类：
推动力
推动力仍然是晶界过剩 界面能。
由于晶粒长大使气孔扩大示意图
二次再结晶发生后，气孔进人晶粒内部，成为 孤立闭气孔，不易排除，使烧结速率降低甚至 停止。因为小气孔中气体的压力大，它可能迁 移扩散到低气压的大气孔中去，使晶界上的气 孔随晶粒长大而变大。
主要是原 始物料粒 度不均匀 及烧结温 度偏高
(kg／cm2)
普通烧结 热压烧结 150 热压烧结 300 活性热压烧结 240 活性热压烧结 480 活性热压烧结 480 活性热压烧结 480
1500 1300 1350 1200 1000 1100 1300
烧结 时间 （h）
4 4 10 0.5 1 1 1
相当于理论密 度的%
94 96 97 97 98.4 99.2 99.6
（2）压力的影响
外压对烧结的影响主要表现在两个方面：生 坯成型压力和烧结时的外加压力 (热压)。从烧结 和固相反应机理容易理解，成形压力增大，坯体 中颗粒堆积就较紧密、接触面积增大，烧结被加 速。与此相比，热压的作用是更为重要的。
不同烧结条件下MgO的烧结致密度表
烧结条件
热压 烧结温度
压力
（℃）
(b)阻止晶型转变
有些氧化物在烧结时发生晶型转变并伴有较大 体积效应，这就会使烧结致密化发生困难，并容 易引起坯体开裂；这肘若能选用适宜的掭加物加 以抑制，即可促进烧结。
(c)抑制晶粒长大
由于烧结后期晶粒长大，对烧结致密化有重要 柞用；但若二次再结晶或间断性晶粒长大过快， 又会因晶粒变粗、晶界变宽而出现反致密化现象 并影响制品的显微结构。这时，可通过加入能抑 制晶粒异常长为的添加物来促进致密化进程。
(2) 物质的传递
在烧结过程中物质传递的途径是多样的，相应 的机理也各不相同。但如上所述，它们都是以表 面张力作为动力的。 有流动传质 、扩散传质 、 气相传质 、溶解—沉淀传质。
a．流动传质 这是指在表面张力作用下通过变形、流
动引起的物质迁移。属于这类机理的有粘 性流动和塑性流动。
b． 扩散传质
可见，作为烧结动力的表面张力可以通 过流动、扩散和液相或气相传递等方式 推动物质的迁移。
3、烧结时物质的传递
(1) 颗粒的粘附作用 (2) 物质的传递
(1) 颗粒的粘附作用
例子：
把两根新拉制的玻璃纤维相互叠放 在一起，然后沿纤维长度方向轻轻地相 互拉过，即可发现其运动是粘滞的，两 根玻璃纤维会互相粘附一段时间，直到 玻璃纤维弯曲时才被拉开，这说明两根 玻璃纤维在接触处产生了粘附作用。
固相烧结 液相烧结
烧结温度下基本上无液相出 现的烧结，如高纯氧化物之 间的烧结过程。
有液相参与下的烧结，如多组 分物系在烧结温度下常有液相 出现。
近年来，在研制特种结构材料和功能材料的同时，产 生了一些新型烧结方法。如热压烧结，放电等离子体 烧结，微波烧结等。
3、烧结温度和熔点的关系
泰曼指出，纯物质的烧结温度Ts与其熔点Tm有如 下近似关系：
和溶解固相，由于小颗粒的表面能较大其 溶解度也就比大颗粒的大。其间存在下列 关系：
ln c 2 SLM c0 RTr
这种通过液相传质的机理称溶解—沉淀机 理。
结果与讨论
烧结的机理是复杂和多样的，但 都是以表面张力为动力的。应该指 出，对于不同物料和烧结条件，这 些过程并不是并重的，往往是某一 种或几种机理起主导作用。当条件
但应指出，由于晶粒成长与烧结的关系较为复 杂，正常的晶粒长大是有益的，要抑制的只是二 次再结晶引起的异常晶粒长大；因此并不是能抑 制晶粒长大的添加物都会有助于烧结。
(d)产生液相
已经指出，烧结时若有适当的液相，往往会大 大促进颗粒重排和传质过程。添加物的另一作用 机理，就在于能在较低温度下产生液相以促进烧 结。液相的出现，可能是添加物本身熔点较低； 也可能与烧结物形成多元低共熔物。
5、 影响烧结的因素
烧结温度
影
响
烧结时间
因
素
物料粒度
延长烧结时间一般都会不同程度地促使烧 结完成，但对粘性流动机理的烧结较为明显， 而对体积扩散和表面扩散机理影响较小。然 而在烧结后期，不合理地延长烧结时间，有 时会加剧二次再结晶作用，反而得不到充分 致密的制品。
减少物料颗粒度则总表面能增大因而会有 效加速烧结，这对于扩散和蒸发一冷凝机理 更为突出。
中期
初期 后期
传质继续进 行，粒子长 大，气孔变 成孤立闭气 孔，密度达 到95%以上， 制品强度提 高。
图1 粉状成型体的烧结过程示意图
a)烧结前
b)烧结后
铁粉烧结的SEM照片
2、烧结推动力
粉体颗料尺寸很小，具有较高的表面能。 根据最低能量原理，它将自发地向最低能 量状态变化，使系统的表面能减少。
二次再 结晶产 生原因
其次是成 型压力不 均匀及局 部有不均 匀的液相 等
但是，并不是在任何情况下二次再 结晶过程都是有害的。
在现代新材料的开发中常利用二次再 结过程来生产一些特种材料。如铁氧体 硬磁材料BaFel2O19的烧结中，控制大晶 粒为二次再结晶的晶核，利用二次再结 晶形成择优取向，使磁磷畴取向一致， 从而得到高磁导率的硬磁材料。
(a)与烧结物形成固溶体 当添加物能与烧结物形成固溶体时，将使晶格 畸变而得到活化。故可降低烧结温度，使扩散 和烧结速度增大，这对于形成缺位型或间隙型 固溶体尤为强烈。
例如在Al2O3烧结中，通常加入少量Cr2O3或 TiO2促进烧结，就是因为Cr2O3与Al2O3中正离 子半径相近，能形成连续固溶体之故。当加入
（3）物料活性的影响
烧结是基于在表面张力作用下的物质迁移 而实现的。因此可以通过降低物料粒度来 提高活性，但单纯依靠机械粉碎来提物料 分散度是有限度的，并且能量消耗也多。 于是开始发展用化学方法来提高物料活性 和加速烧结的工艺，即活性烧结。
活性氧化物通常是用其相应的盐类热分 解制成的。实践表明，采用不同形式的 母盐以及热分解条件，对所得氧化物活 性有着重要的影响。
因此，合理选择分解温度很重要，一般 说来对于给定的物料有着一个最适宜的 热分解温度。温度过高会使结晶度增高、 粒径变大、比表面活性下降；温度过低 则可能因残留有未分解的母盐而妨碍颗 粒的紧密充填和烧结。
（4）添加剂的影响 实践证明，少量添加物常会明显地改变烧结
速度，但对其作用机理的了解还是不充分的。 许多试验表明，以下的作用是可能的。
由此可见，粘附是固体表面的普遍性质， 它起因于固体表面力。当两个表面靠近到 表面力场作用范围时。即发生键合而粘附。 粘附力的大小直接取决于物质的表面能和 接触面积，故粉状物料间的粘附作用特别 显著。
水膜的例子,见下图
(a)
(b)
被水膜包裹的两固体球的粘附
因此，粘附作用 是烧结初始阶段， 导致粉体颗粒间 产生键合、靠拢 和重排，并开始 形成接触区的一 个原因。
概
烧
影
烧
结
响
结
原
因
工
述
理
素
艺
一、概 述
烧结过程是一门古老的工艺。现在，烧结过 程在许多工业部门得到广泛应用，如陶瓷、耐火 材料、粉末冶金、超高温材料等生产过程中都含 有烧结过程。烧结的目的是把粉状材料转变为致 密体。
研究物质在烧结过程中的各种物理化学变化。 对指导生产、控制产品质量，研制新型材料显得 特别重要。
（1）气氛的影响
实际生产中常可以发现，有些物料的烧结过程 对气体介质十分敏感。气氛不仅影响物料本身的 烧结，也会影响各添加物的效果。为此常需进行 相应的气氛控制。
气氛对烧结的影响是复杂的。同一种气体介质 对于不同物料的烧结，往往表现出不同的甚至相 反的效果，然而就作用机理而言，不外乎是物理 的和化学的两方面的作用。
金属粉末Ts≈（0.3—0.4）Tm 无机盐类Ts≈0.57Tm
硅酸盐类Ts≈（0.8—0.9）Tm 实验表明，物料开始烧结温度常与其质点开始明 显迁移的温度一致。
二、烧结原理 一、烧结过程
坯体中颗粒重排，接触处
产生键合，空隙变形、缩 小（即大气孔消失），固气总表面积没有变化。
传质开始，粒界增大，空 隙进一步变形、缩小，但 仍然连通，形如隧道。
烧结温度对AlN晶粒尺寸的影响
晶粒长大
概念
在烧结中、后期，细小晶粒逐渐 长大，而一些晶粒的长大过程也 是另一部分晶粒的缩小或消失过 程，其结果是平均晶粒尺寸增加
这一过程并不依赖于初次再结晶过程；晶粒 长大不是小晶粒的相互粘接，而是晶界移动 的结果。其含义的核心是晶粒平均尺寸增加。
推动力
晶粒长大的推动力是晶界过剩的 自由能，即晶界两侧物质的自由 焓之差是使界面向曲率中心移动 的驱动力。
TiO2时促进烧结温度可以更低，因为除了Ti4+ 离子与Cr3+大小相同，能与Al2O3固溶外，还由 于 Ti4+ 离 子 与 Al3+ 电 价 不 同 ， 置 换 后 将 伴 随 有
正离子空位产生，而且在高温下Ti4+可能转变
成半径较大的Ti3+从而加剧晶格畸变，使活性
更高；故能更有效地促进烧结。
烧结是一个自发的不可逆过程， 系统表面能降低是推动烧结进行 的基本动力。
表面张力能使凹、凸表面处的蒸气压P分别低 于和高于平面表面处的蒸气压Po，并可以用 开尔文公式表达：
对于球形表面 ln P 2M （1）
P0 dRTr
对于非球形表面
ln P M ( 1 1 )（2）
P0 dRT r1 r2
1、烧结的定义
压制成型后的粉状物料在低于熔点的高 温作用下、通过坯体间颗粒相互粘结和 物质传递，气孔排除，体积收缩，强度 提高、逐渐变成具有一定的几何形状和 坚固整个的过程。
通常用烧结收缩、强度、容重、 气孔率等物理指标来衡量物料
烧结质量的好坏。
2、烧结分类
按照烧结时是否出现液相，可将烧结分为两类：
推动力
推动力仍然是晶界过剩 界面能。
由于晶粒长大使气孔扩大示意图
二次再结晶发生后，气孔进人晶粒内部，成为 孤立闭气孔，不易排除，使烧结速率降低甚至 停止。因为小气孔中气体的压力大，它可能迁 移扩散到低气压的大气孔中去，使晶界上的气 孔随晶粒长大而变大。
主要是原 始物料粒 度不均匀 及烧结温 度偏高
(kg／cm2)
普通烧结 热压烧结 150 热压烧结 300 活性热压烧结 240 活性热压烧结 480 活性热压烧结 480 活性热压烧结 480
1500 1300 1350 1200 1000 1100 1300
烧结 时间 （h）
4 4 10 0.5 1 1 1
相当于理论密 度的%
94 96 97 97 98.4 99.2 99.6
（2）压力的影响
外压对烧结的影响主要表现在两个方面：生 坯成型压力和烧结时的外加压力 (热压)。从烧结 和固相反应机理容易理解，成形压力增大，坯体 中颗粒堆积就较紧密、接触面积增大，烧结被加 速。与此相比，热压的作用是更为重要的。
不同烧结条件下MgO的烧结致密度表
烧结条件
热压 烧结温度
压力
（℃）
(b)阻止晶型转变
有些氧化物在烧结时发生晶型转变并伴有较大 体积效应，这就会使烧结致密化发生困难，并容 易引起坯体开裂；这肘若能选用适宜的掭加物加 以抑制，即可促进烧结。
(c)抑制晶粒长大
由于烧结后期晶粒长大，对烧结致密化有重要 柞用；但若二次再结晶或间断性晶粒长大过快， 又会因晶粒变粗、晶界变宽而出现反致密化现象 并影响制品的显微结构。这时，可通过加入能抑 制晶粒异常长为的添加物来促进致密化进程。
(2) 物质的传递
在烧结过程中物质传递的途径是多样的，相应 的机理也各不相同。但如上所述，它们都是以表 面张力作为动力的。 有流动传质 、扩散传质 、 气相传质 、溶解—沉淀传质。
a．流动传质 这是指在表面张力作用下通过变形、流
动引起的物质迁移。属于这类机理的有粘 性流动和塑性流动。
b． 扩散传质
可见，作为烧结动力的表面张力可以通 过流动、扩散和液相或气相传递等方式 推动物质的迁移。
3、烧结时物质的传递
(1) 颗粒的粘附作用 (2) 物质的传递
(1) 颗粒的粘附作用
例子：
把两根新拉制的玻璃纤维相互叠放 在一起，然后沿纤维长度方向轻轻地相 互拉过，即可发现其运动是粘滞的，两 根玻璃纤维会互相粘附一段时间，直到 玻璃纤维弯曲时才被拉开，这说明两根 玻璃纤维在接触处产生了粘附作用。
固相烧结 液相烧结
烧结温度下基本上无液相出 现的烧结，如高纯氧化物之 间的烧结过程。
有液相参与下的烧结，如多组 分物系在烧结温度下常有液相 出现。
近年来，在研制特种结构材料和功能材料的同时，产 生了一些新型烧结方法。如热压烧结，放电等离子体 烧结，微波烧结等。
3、烧结温度和熔点的关系
泰曼指出，纯物质的烧结温度Ts与其熔点Tm有如 下近似关系：
和溶解固相，由于小颗粒的表面能较大其 溶解度也就比大颗粒的大。其间存在下列 关系：
ln c 2 SLM c0 RTr
这种通过液相传质的机理称溶解—沉淀机 理。
结果与讨论
烧结的机理是复杂和多样的，但 都是以表面张力为动力的。应该指 出，对于不同物料和烧结条件，这 些过程并不是并重的，往往是某一 种或几种机理起主导作用。当条件
但应指出，由于晶粒成长与烧结的关系较为复 杂，正常的晶粒长大是有益的，要抑制的只是二 次再结晶引起的异常晶粒长大；因此并不是能抑 制晶粒长大的添加物都会有助于烧结。
(d)产生液相
已经指出，烧结时若有适当的液相，往往会大 大促进颗粒重排和传质过程。添加物的另一作用 机理，就在于能在较低温度下产生液相以促进烧 结。液相的出现，可能是添加物本身熔点较低； 也可能与烧结物形成多元低共熔物。
5、 影响烧结的因素
烧结温度
影
响
烧结时间
因
素
物料粒度
延长烧结时间一般都会不同程度地促使烧 结完成，但对粘性流动机理的烧结较为明显， 而对体积扩散和表面扩散机理影响较小。然 而在烧结后期，不合理地延长烧结时间，有 时会加剧二次再结晶作用，反而得不到充分 致密的制品。
减少物料颗粒度则总表面能增大因而会有 效加速烧结，这对于扩散和蒸发一冷凝机理 更为突出。
中期
初期 后期
传质继续进 行，粒子长 大，气孔变 成孤立闭气 孔，密度达 到95%以上， 制品强度提 高。
图1 粉状成型体的烧结过程示意图
a)烧结前
b)烧结后
铁粉烧结的SEM照片
2、烧结推动力
粉体颗料尺寸很小，具有较高的表面能。 根据最低能量原理，它将自发地向最低能 量状态变化，使系统的表面能减少。
二次再 结晶产 生原因
其次是成 型压力不 均匀及局 部有不均 匀的液相 等
但是，并不是在任何情况下二次再 结晶过程都是有害的。
在现代新材料的开发中常利用二次再 结过程来生产一些特种材料。如铁氧体 硬磁材料BaFel2O19的烧结中，控制大晶 粒为二次再结晶的晶核，利用二次再结 晶形成择优取向，使磁磷畴取向一致， 从而得到高磁导率的硬磁材料。
(a)与烧结物形成固溶体 当添加物能与烧结物形成固溶体时，将使晶格 畸变而得到活化。故可降低烧结温度，使扩散 和烧结速度增大，这对于形成缺位型或间隙型 固溶体尤为强烈。
例如在Al2O3烧结中，通常加入少量Cr2O3或 TiO2促进烧结，就是因为Cr2O3与Al2O3中正离 子半径相近，能形成连续固溶体之故。当加入
（3）物料活性的影响
烧结是基于在表面张力作用下的物质迁移 而实现的。因此可以通过降低物料粒度来 提高活性，但单纯依靠机械粉碎来提物料 分散度是有限度的，并且能量消耗也多。 于是开始发展用化学方法来提高物料活性 和加速烧结的工艺，即活性烧结。
活性氧化物通常是用其相应的盐类热分 解制成的。实践表明，采用不同形式的 母盐以及热分解条件，对所得氧化物活 性有着重要的影响。
因此，合理选择分解温度很重要，一般 说来对于给定的物料有着一个最适宜的 热分解温度。温度过高会使结晶度增高、 粒径变大、比表面活性下降；温度过低 则可能因残留有未分解的母盐而妨碍颗 粒的紧密充填和烧结。
（4）添加剂的影响 实践证明，少量添加物常会明显地改变烧结
速度，但对其作用机理的了解还是不充分的。 许多试验表明，以下的作用是可能的。
由此可见，粘附是固体表面的普遍性质， 它起因于固体表面力。当两个表面靠近到 表面力场作用范围时。即发生键合而粘附。 粘附力的大小直接取决于物质的表面能和 接触面积，故粉状物料间的粘附作用特别 显著。
水膜的例子,见下图
(a)
(b)
被水膜包裹的两固体球的粘附
因此，粘附作用 是烧结初始阶段， 导致粉体颗粒间 产生键合、靠拢 和重排，并开始 形成接触区的一 个原因。