标题：脉冲电流烧结机理金属制样样品分析显微镜
信息分类:站内新闻
作者:yiyi发布
时间:2019-3-9 3:00:55
将本页加入收藏
下一篇：氧化铝颗粒外形不规则尺寸非常细小分析显微镜
上一篇：复合材料粉末冶金法制备了氧化物样本分析显微镜
点击查看产品参数和报价--丨--
---
---
---
正文:
脉冲电流烧结能够在相同的烧结温度下获得致密度较高的块体材料，
这是由其烧结机理所决定的。脉冲电流烧结是通过在粉体两端直接施加脉
冲电流来实现烧结，在脉冲电流作用下粉末颗粒间有放电现象，在此过程
中，粉末颗粒表面的氧化层被击穿，粉末表层得到净化，促进了物质扩散
和传递，从而加速了材料的致密化。
另一方面，大脉冲电流能够通过减小形核势垒来增大形核率，引起晶
粒细化。因此PCS能够在相同的烧结温度下制备晶粒更加细小的块体材料。
在两组材料中，较大的氧化铝颗粒皆沿NiAl晶界分布。高倍下的观察
可以发现部分较小的氧化铝颗粒( <50 nm)被包裹在NiAI晶粒中，形成“内
晶型”结构。进一步的观察可以发现，HPS - 1200中的氧化铝颗粒依然保
持了粉末中氧化铝颗粒的不规则外形，而PCS - 1200中的氧化铝颗粒却有
明显的球化。氧化铝颗粒的球化是个值得关注的现象，因为1200℃的烧结
温度远低于氧化铝的熔点，并不足以使其软化，其球化机理必然来自PCS独
特的烧结机制。
目前，关于脉冲电流烧结的机理还存在一定的争议，其烧结的中间过
程还有待进一步研究。尽管如此，多数研究人员认为粉末颗粒的间隙以及
粉末颗粒的接触部分存在由电场诱导的正负极，在脉冲电流的作用下，正
负电极间放电并激发等离子体，从而促进烧结的进行。烧结过程中，流经
粉体的电流在粉末颗粒间诱发放电现象并激发等离子体，等离子体和高速
反向运动的粒子流对粉末颗粒表面产生巨大的冲击力，使颗粒表面吸附的
气体逸散，并击穿颗粒表面的氧化膜，使粉末得到净化和活化。同时，高
能粒子的轰击会在颗粒表面产生瞬时局部高温，使颗粒表面发生熔化和蒸
发并形成“颈部”；随着热量的传递，“烧结颈”迅速冷却，使颈部的蒸
汽压迅速降低，蒸发的气相物质在颈部重新凝聚，从而实现蒸发一凝聚传
递过程。熔融状的烧结颈部和粉末颗粒间的网络状“桥连”，证实了烧结
过程中局部高温的存在。。需要指出的是，烧结过程中的脉冲放电和由此
产生的瞬间局部高温也正是氧化铝颗粒的球化机理。机械合金化后，氧化
铝颗粒或嵌入NiAI粉末的表面形成突起，或以独立形式存在，这两种存在
方式都具有尖锐的几何特征。在PCS烧结过程中，脉冲放电所产生的瞬时高
温可能高达几千摄氏度，甚至上万摄氏度，根据放电过程的尖端效应，放
电现象将会更易于在尖锐的部分进行，这些部位会被瞬时高温熔化。并在
随后的烧结压力作用下发生变形，使该部位的尖锐化程度降低。因而，经P
CS烧结所制备的材料中的氧化铝颗粒发生明显的球化，呈近球形的规则外
形。
出自http://www.bjsgyq.com/北京显微镜百科