粉末燒結(jié)的主要目的是把顆粒體系燒結(jié)成為一個(gè)致密或多孔的連續(xù)體,是向低能狀態(tài)過渡的過程,過剩的表面能是顆粒燒結(jié)濾芯最主要的驅(qū)動(dòng)力狗。由于致密 的晶體以細(xì)分的大量顆粒形態(tài)存在時(shí),這個(gè)顆粒系統(tǒng)就必然處于一個(gè)高能狀態(tài), 因?yàn)樗菊鞯鼐哂邪l(fā)達(dá)的顆粒表面,與同質(zhì)量的未細(xì)分晶體相比具有過剩的表面 能。所以在燒結(jié)前,原料顆粒的粒度越細(xì),表面越復(fù)雜,系統(tǒng)具有的過剩的表面 能越高,這個(gè)過渡過程就越容易,它的燒結(jié)活性就越大。
燒結(jié)時(shí)間主要取決于粉末顆粒相互熔接所需的時(shí)間,由于粉末顆粒的熔接與 成型后微孔材料的孔徑密切相關(guān),因此利用燒結(jié)模型來模擬和預(yù)測(cè)材料的燒結(jié)過 程,并預(yù)測(cè)燒結(jié)后的孔徑情況具有重要的意義。
燒結(jié)過程在陶瓷材料和金屬材料等材料的研究中廣泛應(yīng)用,針對(duì)UHMWPE 等高分子聚合物材料,由于其擴(kuò)散的活化能很高,因此在Thummler和Thomma 提出的所有傳輸機(jī)理中4%材料的粘性流動(dòng)對(duì)燒結(jié)過程應(yīng)該起著最關(guān)鍵的作用,聚合物的燒結(jié)過程的模擬和預(yù)測(cè)是業(yè)內(nèi)學(xué)者重要課題之一,F(xiàn)renkelEl得到其分析模型,其頸長(zhǎng)表達(dá)如前述2-6式。由于Frenkel模型違背了不可壓縮 流體的連續(xù)性方程,因此只適用于天然狀態(tài)下的聚合物燒結(jié)模擬。
燒結(jié)時(shí)顆粒的頸長(zhǎng)與燒結(jié)時(shí)間成幕函數(shù)關(guān)系;此外,已有的研究表明,UHMWPE的燒結(jié)速率與其表面形態(tài)具有密切關(guān)系。
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