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燒結
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烧结 (英语：sintering) 是一种固体材料压制及成形的过程，制造过程中会在材料上施加热 及/或压力，但加热温度会低于材料的熔点。像陶器的制作就要经过烧结的过程，而将金属粉末烧结成制品的过程称为粉末冶金。_NEWLINE_烧结过程可以发生在自然环境中如矿藏的形成，也是十分重要的人工制造工艺，可用于制造金属、塑料、陶瓷等各种材料。材料中的原子会穿过颗粒的边界进行扩散，然后颗粒会融到一起，最后形成一整块固体。由于烧结的温度没有达到材料的熔点，因此通常选择烧结作为具有极高熔点的材料（例如钨和钼）的成形方法。日常生活中可以观察到烧结的一个例子是，几个冰块放在一杯水中会彼此粘附，这是由水和冰之间的温差驱动的烧结。压力驱动烧结的例子是降雪会在重力的作用下压缩成冰川，或通过将松散的雪压在一起形成硬雪球。_NEWLINE_“烧结”这个词来自中世纪中期的德语“sinter”，是英语“cinder”（意为煤渣）的同源词。
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一般烧结
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烧结可以有效地降低孔隙率并增强诸如强度，导电性，透明性和导热性等性能。然而，在其他情况下，增加其强度但保持其气体吸收性如过滤器或催化剂中可能是有用的。在烧制过程中，原子的扩散会驱动粉末颗粒之间的界面消失，这个过程会分成不同的阶段，开始阶段会形成从粉末之间的颈部连接到最后小孔消除。_NEWLINE_致密化的驱动力是由于固-汽界面被固-固替代后，表面积减小以及表面自由能降低引起的总自由能的变化。它形成新的但能量较低的固-固界面，自由能总量减少。在微观尺度上，材料转移受到压力变化和曲面上自由能差异的影响。如果颗粒的尺寸很小（并且其曲率很高），则这些效应的影响变得非常大。当曲率半径小于几微米时，能量的变化要高得多，这是许多陶瓷技术基于使用细颗粒材料的主要原因之一。_NEWLINE_对于诸如强度和电导率这样的性质，与粒度相关的结合面积是决定因素。对于任何给定材料可以控制的变量是温度和初始晶粒尺寸，因为蒸汽压力取决于温度。_NEWLINE_固态过程的能量来源是颈部和颗粒表面之间的自由能或化学势能的变化。这种能量通过尽可能快的方式产生材料转移;如果从颗粒体积或颗粒之间的晶界发生转移，则会导致颗粒减少和孔隙消失。对于具有许多均匀尺寸和较高孔隙率的样品，孔隙消除发生得更快，其中边界扩散距离较小。对于该过程的后面部分，来自晶界的边界扩散和晶格扩散变得重要。温度控制对烧结过程非常重要，因为晶界扩散和体积扩散严重依赖于温度、材料颗粒的尺寸和分布、材料成分以及烧结环境。
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金属粉末烧结
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大多数（并非所有）金属都可以烧结。这尤其适用于在真空中生产的纯金属，其不会受到表面污染。在大气压下烧结需要使用保护气体，通常是吸热气体。烧结，随后的再加工，可以产生大范围的材料特性。密度，合金化和热处理的变化可以改变各种产品的物理特性。例如，对于较低的烧结温度，烧结铁粉的杨氏模量 Eₙ 对原始粉末中的烧结时间，合金化或粒度保持稍微不敏感，但取决于最终产品的密度：_NEWLINE__NEWLINE_其中，D 是材料的密度，E 是铁的理论杨氏模量，d 是铁的理论密度。_NEWLINE_当在某些外部条件下金属粉末可能表现出聚结时，烧结是静态的，并且当除去这些条件时，烧结仍然恢复到其正常行为。_NEWLINE_在大多数情况下，随着材料流入空隙，颗粒集合的密度增加，导致总体积减小。在烧结过程中发生的质量运动包括通过重新包装减少总孔隙率，然后由于蒸发和扩散冷凝导致的材料运输。在最后阶段，金属原子沿着晶体边界移动到内部孔的壁，从物体的内部主体重新分布质量并使孔壁平滑。表面张力是这种运动的驱动力。