粉末液相烧结(liquid phase sintering of powder)

类型根据烧结过程中固相在液相中的溶解度不同，液相烧结可分为3种类型。(1)固相不溶于液相或溶解度很小，称为互不溶系液相烧结。如w-Cu、w-Ag等假合金以及A12O3-Cr、Al2O3一Cr-Co—Ni、A12O3一Cr—W、BeO一Ni等氧化物-金属陶瓷材料的烧结。(2)固相在液相中有一定的溶解度，在烧结保温期间，液相始终存在，称为稳定液相烧结。如Cu—Pb、w—Cu—Ni、WC一Co、TiN一Ni等材料的烧结。(3)因液相量有限，又因固相大量溶入而形成固溶体或化合物，使得在烧结保温后期液相消失，这类液相烧结称为瞬时液相烧结。如Fe—Cu（小于10%）、Fe—Ni—Al、Ag—Ni、Cu—Sn等混合粉末材料的烧结。

条件液相烧结能否顺利完成，达到完全致密化，主要决定于同液相性质有关的3个基本条件：

(1)液相对固相颗粒表面的润湿性要好，其润湿角口小于90，最好是接近于零度。任何有利于提高液相对固相润湿性的措施都有利于液相烧结。

(2)固相在液相中有一定的溶解度，而液相在固相中的溶解度很小，或者不溶解。

(3)液相要有一定的数量。一般以冷却时能填满固相颗粒间的间隙为限。通常以20%～50%(体积分数)为宜。

致密化过程大致可分为3个阶段。

(1)液相生成和颗粒重排。当液相生成后，因液相润湿固相，并渗入颗粒间隙，如果液相量足够，固相颗粒将完全被液相包围而近似于悬浮状态，在液相表面张力作用下发生位移、调整位置，从而达到最紧密的排列。在这一阶段，烧结体密度增加迅速。

(2)固相溶解和析出。由于固相颗粒大小不同、表面形状不规整、颗粒表面备部位的曲率不同，溶解于液相的平衡浓度不相等，由浓差引起颗粒之间和颗粒不同部位之间的物质迁移也就不一致。小颗粒或颗粒表面曲率大的部位溶解较多；另一方面，溶解的物质又在大颗粒表面或其有负曲率的部位析出。结果是固相颗粒外形逐渐趋于球形或其他规则形状，小颗粒逐渐缩小或消失，大颗粒长大，颗粒更加靠拢。但因在此阶段充分进行之前，烧结体内气孔已基本消失，颗粒间距已很小，故致密化速度显著减慢。

(3)固相骨架形成。液相烧结经过上述两阶段后，固相颗粒相互靠拢，颗粒间彼此粘结形成骨架，剩余的液相充填于骨架的间隙。此时以固相烧结为主，致密化速度显著减慢，烧结体密度基本不变。