Page 68 - 6578

Лабораторна робота № 9

ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ СПІКАННЯ

Теоретична частина

Спікання – нагрівання і витримка порошкової формовки при
температурі нижче точки плавлення основного компонента з метою
забезпечення заданих механічних і фізико-хімічних властивостей.
У вихідному сформованому стані перед спіканням порошкове
тіло представляє собою систему, яка за багатьма параметрами
далека від термодинамічної рівноваги.
При нагріванні надлишкова енергія порошкового тіла
повинна зменшуватись внаслідок змін в системі, які намагаються
цю енергію зменшити. Ці зміни відбуваються внаслідок наступних
рушійних сил процесу спікання:
1 Надлишкова енергія вільної поверхні частинок порошку.
2 Надлишкова енергія границь зерен.
3 Надлишкова енергія недосконалостей кристалічної гратки
матеріалу.
Таким чином нагрівання порошкових формовок або вільно
насипаного порошку внаслідок вивільнення надлишкових енергій
(дії рушійних сил процесу спікання) призводить до реалізації в них
складного комплексу різноманітних фізико-хімічних процесів, які
відбуваються одночасно або послідовно і характеризують стадії
процесу спікання.
При аналізі процесів, які супроводжують нагрівання
порошкових тіл, виділяють шість фізичних стадій спікання:
1 Розвиток і виникнення зв’язків між частинками.
2 Утворення і ріст “містків” контактів між частинками.
3 Закриття наскрізної пористості у порошковому тілі.
4 Сфероїдизація (набуття сферичної форми) пор.
5 Ущільнення порошкового тіла за рахунок усадки ізольованих
пор.
6 Укрупнення (коалесценція) пор.
В порошковому тілі при нагріванні можливі наступні
механізми масопереносу:
1 Перенос речовини через газову фазу.
2 Поверхнева дифузія.
3 Об’ємна дифузія.
4 В’язка течія матеріалу.
5 Течія матеріалу під дією зовнішнього навантаження у випадку
гарячого пресування або спіканні під тиском.
66