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粉末成型坯体的结构
作者 Zzzyyq      浏览   发布时间 2013-09-16

      粉末成型胚体的结构从总体上说是一个含固、气、液相的多相体系,其中包含占胚体质量多数部分的固相粉末颗粒、相当数量的气孔以及颗粒之前的黏结剂和液体成分(如水等),但热压注、注射成型的胚体不含水分和其他液体。与成型前的坯料相比,成型后坯体重粉末颗粒的堆积变得较为紧密,相应地气孔体积大为减小。因此,无论采用何种成型方法,成型坯体的体积密度均大于粉末的松装密度、摇实密度和坯料的体积密度。如众所知,均一的刚性球体最密堆积产生的孔隙率为25.95%,最松散堆积产生的孔隙率为47.64%,相应地致密度分别为74.05%和53.36%。由于粉末体是由大小不等、尺寸成统计分布的颗粒群组成,颗粒的形状也不规则,加上在成型时粉末颗粒因压力的作用破碎、变形和颗粒之间摩擦作用等因素,最终成型坯体的相对密度即颗粒堆积的致密度可能会超出这一范围的上、下限。
      成型时坯料所受到的作用力有本身的重力、内部摩擦力、成型机械和模具所施加的机械力、毛细管力、液体的表面张力、压强差产生的压力、黏结剂的黏结力等。正是借助于这些众多力的作用,使粉末颗粒移动、重新排列、破碎和变形,最终造成成型坯体中粉末颗粒的致密度增大,并形成所需要的形状。依靠成型坯体重粉末颗粒的相互咬合,部分颗粒之间形成接触平面、达到原子间距时产生引力,加上吸附在颗粒表面的黏结剂的黏结力和水膜的表面张力等作用,成型坯体在脱模或去除成型作用力后仍能保持着其中粉末颗粒的相对位置,并且能够保持住所需的形状。一般而言,从坯料到成型坯体的过程几乎不发生化学上变化,只是从一个没有固定形状变为具有一定形状并能保持形状,粉末颗粒的堆积致密度增大,孔隙率减小的物理过程。由于颗粒的相互咬合和其他各种因素所产生保形作用,成型坯体具有一定的强度,能承受本身的重力和后续工序处理过程中适当大小的作用力,在完成烧结前不致破坏。


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