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文檔簡介

1、9-4 晶粒生長與二次再結晶,1、定義： 晶粒生長材料熱處理時，平均晶粒連續增大的過程。 推動力：基質塑性變形所增加的能量提供了 使晶界移動和晶粒長大的足夠能量。 二次再結晶(晶粒異常生長或晶粒不連續生長) 少數巨大晶體在細晶消耗時成核長大過程。,2、晶粒長大的幾何情況： 晶界上有界面能作用，晶粒形成一個與肥皂泡沫相似的三維陣列； 邊界表面能相同，界面夾角呈120度夾角，晶粒呈正六邊形；實際表面能不同，晶界有一定曲率，表面張力使晶界向曲率中心移動。 晶界上雜質、氣泡如果不與主晶相形成液相，則阻礙晶界移動。,晶粒長大定律：,討論： (1)當晶粒生長后期(理論)：DD0,(2)實際：直線斜率為1/

2、21/3， 且更接近于1/3。 原因：晶界移動時遇到雜質或 氣孔而限制了晶粒的生長。,界面 通過 夾雜 物時 形狀 變化,3、晶界移動 (1)移動的七種方式,1氣孔靠晶格擴散遷移 2氣孔靠表面擴散遷移 3氣孔靠氣相傳遞 4氣孔靠晶格擴散聚合 5氣相靠晶界擴散聚合 6單相晶界本征遷移 7存在雜質牽制晶界移動,移動？ 阻礙？,影響因素： 晶界曲率； 氣孔直徑、數量； 氣孔作為空位源向晶界擴散的速度； 氣孔內氣體壓力大小； 包裹氣孔的晶粒數。,氣孔通過空位傳遞而匯集或消失。 實現燒結體的致密化。,初期,中、后期,后期,后期：當Vp=Vb時， A：要嚴格控制溫度。,B：在晶界上產生少量液相， 可抑制晶

3、粒長大。 原因：界面移動推動力降低， 擴散距離增加。,4、討論：坯體理論密度與實際密度存在差異的原因？ 晶粒長大是否無止境？,(1) 存在因素：氣孔不能完全排除。,隨燒結進行，T升高，氣孔逐漸縮小， 氣孔內壓增大，當等于2/r時，燒結停止。 但溫度繼續升高，引起膨脹，對燒結不利。,采取措施：,氣氛燒結、真空燒結、熱壓燒結等。,討論： a、,(2) Zener理論,d夾雜物或氣孔的平均直徑 f夾雜物或氣孔的體積分數 Dl晶粒正常生長時的極限尺寸,原因：相遇幾率 小。,b、 初期：f 很大，D0 Dl，所以晶粒不會長大； 中、后期： f 下降，d 增大， Dl增大。 當D0 Dl，晶粒開始均勻生長。 一般f=10%時，晶粒停止生長。這也是普通燒結 中坯體終點密度低于理論密度的原因。,二、二次再結晶,概念： 當正常晶粒生長由于氣孔等阻礙而停 止時，在均勻基相中少數大晶粒在界面 能作用下向鄰近小晶粒曲率中心推進， 而使大晶粒成為二次再結晶的核心，晶 粒迅速長大。 推動力：大、小晶粒表面能的不同。,比較：,晶粒異常長大的根源：,起始顆粒大小；,控制溫度(抑制晶界移動速率)； 起始粉料粒度細而均勻； 加入少量晶界移動

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