Спікання систем з компонентів, не розчинних один в одному

Часто в практиці порошкової металургії необхідно одержувати вироби з композицій матеріалів, які не розчинні один в одному.

У цьому випадку термодинамічною умовою спікання /припікання часток/ є зменшення поверхневої енергії, тобто повинна виконуватися нерівність у_АВ<у_А+у_В.

Поверхнева енергія утворена міжфазною границею повинна бути менше, ніж сума поверхневих енергій спечених компонентів.

У цьому випадку може бути два механізми припікання.

1-й механізм. Якщо поверхневі енергії речовин А и В не дуже відрізняються один від одного, тобто виконується нерівність

2у_А> у_В при у_А<у_В,

то між частками речовин А та В утвориться контактний перешийок, причому утвориться не плоска границя контакту, а опукла. Відбувається як би наповзання компонента з меншою поверхневою енергією на компонент із більшою енергією.

З утворенням перешийка поверхнева енергія зменшується й спікання припиняється.

2-й механізм. Поверхнева енергія речовини А значно відрізняється від поверхневої енергії речовини В, тобто

2у_A<у_В при у_A<<у_В.

У цьому випадку спікання відбувається у дві стадії. Спочатку речовина А рівномірно покриває речовину В, а потім уже відбувається власне спікання речовини А. Цей процес іде дуже повільно, тому що процес наповзання відбувається дифузійним шляхом. У цьому випадку усадка незначна й характер її визначається усадкою компонента з меншою поверхневою енергією.