燒結溫度對燒結氈濾芯材料的影響

燒結工藝是影響金屬纖維燒結氈微結構的一個關鍵過程，而燒結溫度是金屬纖維燒結氈工藝重要的參數，本文以6 μm纖維氈為例進行分析。6 μm纖維氈在這3種溫度下都有明顯的燒結頸，但是在3種溫度下纖維燒結氈展現了3種不同的形貌。a是6 μm纖維在1 200 ℃燒結后形成的燒結頸，上下2根垂直的纖維在相切處形成燒結頸，且燒結氈的直徑大于纖維直徑，但是2根纖維沒有熔合的趨勢；當燒結溫度為1 250 ℃時，2根垂直纖維的燒結氈直徑比1 200 ℃時更大，且燒結氈附近處纖維有熔合的趨勢，這反映了燒結氈處形成的新晶界通過晶界擴散同時向上下2根纖維推進，且燒結氈附近纖維直徑有所收縮，這可能是因為隨著燒結溫度的升高，金屬原子沿著纖維長度方向擴散至燒結氈處，導致纖維直徑收縮，而1 200 ℃的纖維燒結氈沒有此現象；當燒結溫度為1 300 ℃時，燒結氈附近的纖維有明顯的融合，這是由于燒結溫度繼續升高，晶界擴散更快，燒結氈附近纖維中物質擴散到新晶粒中，從而熔合在一起，此時燒結氈處纖維也有比較明顯的收縮，6 μm纖維氈在1 300 ℃時無熔斷。

纖維燒結氈搭接點的焊接是通過擴散進行的。燒結初期，相互接觸的纖維搭接點逐漸形成燒結氈的連接，此時搭接點是不連續的，且有大量孔隙，擴散的主要機制是表面擴散；燒結中期，燒結氈的孔隙逐漸消失，燒結氈逐漸形成晶界，此時擴散的主要機制是晶界擴散；燒結后期，燒結氈附近晶粒開始長大，此時晶粒長大體擴散是主要機制。擴散的實質是原子的熱運動，溫度顯著影響著原子擴散速度，對于表面擴散來說，只有當燒結溫度足以使纖維表面原子的熱運動克服表面能壘時，才能形成燒結氈，因此纖維燒結氈應超過一定溫度。同樣，燒結溫度影響著纖維原子晶界擴散的速度，燒結溫度越高晶界擴散速度越快，纖維燒結氈速度越快；但是過高的燒結溫度會使纖維出現晶粒過大、絲徑收縮和過熔等缺陷，這是纖維燒結氈工藝需要避免的。