纯氧氛围下Ag-Sn-In合金粉末压坯烧结工艺
【图文】：
知，随着压坯成型压力的增大，样品的收缩率越低。当然，样品的收缩率参考作用不大，但可作为实验合理性的验证。理论上，压坯成型压力越大，压坯收缩越小，曲线符合这个规律。由图4b知，压坯密度随着压坯成型压力的增大而增大，在400MPa时，取得最大值，当超过400MPa样品致密性出线下降。原因是由于压坯成型压力过大致使生坯的表面致密，不利于烧结时挥发性物质的溢出而出现气泡，从而出现密度下降现象。由图4c知，材料的抗弯强度随着压坯压力的增大而明显增加，这说明较高的成型压力缩短了材料粒子之间的烧结距离，，图1不同放大倍数的Ag-Sn-In合金粉末原始形貌Fig.1MorphologiesofAg-Snalloypowderswithdifferentamplifications图2不同烧结温度下，烧结坯线收缩率、密度、抗弯强度的变化曲线Fig.2Curvesoflinearshrinkage(a),actualdensity(b),andbendingstrength(c)ofsinteredsamplesatdifferentsinteredtemperature920930940950960-2.0-1.5-1.0-0.50.00.51.01.5LinareShrinkga,e%/SinteringTemperature,T/℃a9209309409509607.27.47.67.88.08.2cAutaleDsnti,yg/·mc3-SinteringTemperature,T/℃b9209309409509608090100110120130140BedingnStrenght,rM/PaSinteringTemperature,T/℃c abc
孔隙率提高，对材料的性能产生不利的影响。图6是在纯氧氛围下（氧压≤0.04MPa）烧结坯断口的SEM照片。与传统空气中烧结工艺相比，在纯氧氛围下烧结坯的断口已经出现了明显韧性断裂的特征，且粉末的颗粒感不再明显，孔隙率也有相当的下降。这说明纯氧氛围下烧结比传统空气中烧结性能有一定的提高，这为改善烧结组织，提高材料性能提供了一定的参考依据。3烧结机理研究传统烧结和纯氧氛围下烧结所得的烧结坯性能上的差异可以根据Ag-Sn-In合金粉末压坯氧化烧结的过程解释。氧化烧结一体化工艺包括氧化和烧结两个连图5传统烧结工艺烧结坯形貌Fig.5Morphologyofsinteredsamplesbytraditionalsinteringprocess图6纯氧氛围工艺烧结坯形貌Fig.6Morphologyofsinteredsamplesbypureoxygenatmospheresinteringprocess续的阶段。在低温氧化阶段，主要是Sn原子的氧化（添加剂也参与氧化）。氧化的过程实现主要是依靠原子扩散，包括O原子的向内扩散和Sn原子的向外扩散。传统氧化时，由于O原子的向内扩散不足以满足Sn原子氧化的需求，Sn原子的外扩散就会加强，这样就容易在粉末表面形成氧化物薄膜，由于SnO2薄膜的致密性，又进一步阻碍了其氧化的进行；而纯氧氛围下的氧化由于有充足的氧来提供Sn原子结合，同时一定的氧分压有力促进O原子的向内扩散，减少表层SnO2的形成。一般粉末在等温烧结过程中，分为3个连续的阶段：（1）烧结颈的形成；（2）烧结颈的长大；（3）闭空隙球化和缩小阶段[4]。Ag-Sn-In合金粉末在烧结阶段，主要是Ag-Ag之间相互融合。当采用传统空气中烧结工艺时在烧结初期，样品中的基体原子Ag本应通过形核、结晶长大等过程形成烧结颈，由于粉末表面致密的SnO2膜的存在，而阻碍了粒子的烧结颈的形成
【作者单位】： 桂林电子科技大学;桂林电器科学研究院有限公司;
【基金】：广西科技攻关项目(桂科攻14122007-29)
【分类号】：TF123.23
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