クリスタル

粉末表面の比表面積は、粉末粒子の大きさによって異なる。 比表面積が大きいと、より低い温度またはより少ない外部エネルギーで焼結することができ、比表面積が小さいと、焼結プロセスを完了するためにより多くのエネルギーを必要とする。焼結プロセスでは、高温によって原子が移動し、2つの粉末粒子間の距離が変化し、表面積が減少し、形状が変化し、密度が増加して焼結作用が完了する。 従来の焼結は、以下の6つの拡散メカニズムに整理することができ、いずれも2つの粉末粒子間の凹状のネック位置まで異なる経路をたどる： 表面拡散(surface diffusion)： 原子粒子の凸部が表面経路を通ってネック部に向かって拡散し、ネック部は厚くなるが密度は高くならない。 このメカニズムは、他のメカニズムに比べ、低温または焼結初期に顕著である。 蒸発と凝縮(evaporation and condensation)： 原子は凸面で蒸発し、ネック部で凝縮するが、このメカニズムは密度をもたらさない。 焼結中、このメカニズムは蒸気圧の高い物質に適用され、蒸気圧の低い物質は他の固相の拡散経路をたどる傾向がある。 結晶境界拡散(grain boundary diffusion)： 原子は粒子間の粒界からネックへと分散し、これが緻密化のメカニズムである。 粒界からの体積拡散原子(volume diffusion atom from grain boundary)： 結晶粒間の粒界近傍の原子は、粒界拡散と同じ微細化原理であるバルク拡散によってネック側に移動する。 結晶境界拡散(volume diffusion atom from surface)： 粒子の凸面にある原子は、バルク拡散によって首の部分へと移動するが、このプロセスでは密度が高くなることはない。 結晶境界拡散(volume diffusion atom from dislocation)： 原子は粒子内の微分からネックに向かって移動し、これが高密度化のメカニズムである。