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更新时间：2026-09-28 
浏览次数：15概述
在密闭炉管内部，**通入保护气体（或预抽真空）隔绝氧气**，通过电阻加热升温，按照预设温控程序，让金属粉末压坯在无氧高温环境下发生原子扩散，颗粒之间相互结合、致密化，完成烧结；还可同步实现脱脂、还原、退火。
分 4 个阶段详细原理
1. 密闭气氛保护（防氧化，核心前提）
炉管两端采用 KF 法兰密封，形成密闭腔体。
- 先抽真空，把管内空气（氧气）抽出；
- 再通入惰性保护气（N₂/Ar）或还原性气体（H₂），反复置换，把残氧降到很低水平；
- 全程保持微正压，外部空气无法进入，**避免高温金属氧化起皮**。
活泼金属（Ti、Zr）不能用 N₂，氮气会和金属反应生成氮化物，只能用 Ar。
2. 电阻加热与温场控制
炉内绕制铁铬铝电阻丝，电能转化为热能，辐射 + 传导加热炉管内样品；
采用**分段补偿绕丝**，补偿炉管两端散热损失，保证中间恒温区温度均匀；
多段 PID 温控系统，精准控制升温、保温、降温速率，控温精度 ±1℃。
3. 金属粉末烧结物理化学过程（样品内部变化）
金属粉末压坯本身含有大量孔隙，颗粒只是机械贴合。随温度升高分为三步：
1）**低温脱脂段（一般 200~600℃）**
坯体内粘结剂、润滑剂受热分解挥发，随气流排出，防止高温炭化残留在样品内部污染材料。
2）**高温保温烧结段（核心）**
温度达到金属熔点以下（约 0.5~0.7 倍熔点），金属原子获得足够能量，发生**固态扩散**。
粉末颗粒接触面形成烧结颈，颗粒相互咬合、长大，孔隙逐步收缩，坯体收缩、致密化，粉末变成具有强度的金属构件。
如果是氢气气氛，同时发生还原反应：金属氧化物被 H₂还原成纯金属。
> 3）**可控降温段**
> 按设定速率缓慢降温，减少样品热应力，防止变形开裂；如果需要，可作为退火工序消除内应力。
4. 尾气排出
脱脂、还原产生的分解气体，随保护气流从出气口排出，一般可加装冷阱收集挥发物，保护炉管和真空泵。
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