กลไกการเผาผนึก

พื้นที่ผิวจำเพาะของผิวผงจะเปลี่ยนไปตามขนาดของอนุภาคผง เมื่ออนุภาคผงมีขนาดใหญ่ พื้นที่ผิวจำเพาะจะลดลง และเมื่ออนุภาคผงมีขนาดเล็ก พื้นที่ผิวจำเพาะจะเพิ่มขึ้น ขนาดของพื้นที่ผิวจำเพาะสัมพันธ์กับพลังงานพื้นผิวที่ผงให้มาในระหว่างการเผาผนึก พื้นผิวจำเพาะขนาดใหญ่จะมีพลังงานพื้นผิวมากและสามารถเผาได้ที่อุณหภูมิต่ำกว่าหรือมีพลังงานภายนอกน้อยลง ในทางตรงกันข้าม พื้นที่ผิวจำเพาะขนาดเล็กจะต้องใช้พลังงานภายนอกมากขึ้นเพื่อดำเนินการเผาผนึกให้เสร็จสมบูรณ์ ในระหว่างกระบวนการเผาผนึก อุณหภูมิที่สูงจะทำให้อะตอมเคลื่อนที่ เปลี่ยนระยะห่างระหว่างอนุภาคผง ลดพื้นที่ผิว เปลี่ยนรูปร่าง และเพิ่มความหนาแน่น ส่งผลให้การเผาผนึกเสร็จสมบูรณ์ การเผาผนึกแบบธรรมดาสามารถสรุปได้เป็นกลไกการแพร่กระจาย 6 ประการต่อไปนี้ ซึ่งทั้งหมดแพร่กระจายไปยังคอเว้าระหว่างอนุภาคผง 2 อนุภาคในรูปแบบและเส้นทางที่แตกต่างกัน ดังสรุปไว้ด้านล่าง:

• การแพร่กระจายพื้นผิว:(surface diffusion)：

อนุภาคอะตอมจะแพร่กระจายไปยังคอผ่านทางพื้นผิวที่ส่วนนูน ทำให้คอหนาขึ้นแต่ไม่หนาแน่น กลไกนี้เห็นได้ชัดเจนกว่ากลไกอื่นๆ ที่อุณหภูมิต่ำหรือในช่วงเริ่มต้นการเผาผนึก

• การระเหยและการควบแน่น(evaporation and condensation)：

อะตอมระเหยออกจากพื้นผิวนูนและควบแน่นที่คอ แต่กลไกนี้ไม่ได้ทำให้เกิดความหนาแน่น ในระหว่างกระบวนการเผาผนึก กลไกนี้จะใช้กับสารที่มีความดันไอสูง ในขณะที่สารที่มีความดันไอต่ำมีแนวโน้มที่จะแพร่กระจายไปตามเฟสของแข็งอื่นๆ

• การแพร่กระจายของขอบเกรน(grain boundary diffusion)：

อะตอมแพร่กระจายจากขอบเกรนระหว่างอนุภาคไปจนถึงคอซึ่งเป็นกลไกของการทำให้หนาแน่นขึ้น

• การแพร่กระจายปริมาตร(volume diffusion atom from grain boundary)：

อะตอมใกล้ขอบเกรนระหว่างอนุภาคจะเคลื่อนที่ไปที่คอผ่านการแพร่กระจายเป็นกลุ่ม และหลักการเพิ่มความหนาแน่นก็เหมือนกับการแพร่กระจายตามขอบเกรน

• การแพร่กระจายปริมาตร(volume diffusion atom from surface)：

อะตอมบนพื้นผิวนูนของอนุภาคจะเคลื่อนที่ไปที่คอผ่านการแพร่กระจายเป็นกลุ่ม และกระบวนการนี้จะไม่ทำให้เกิดความหนาแน่น

• การแพร่กระจายปริมาตร(volume diffusion atom from dislocation)：

อะตอมเคลื่อนที่จากความแตกต่างในแถวภายในอนุภาคไปยังคอซึ่งเป็นกลไกการทำให้หนาแน่น