Trước khi nung, những nguyờn tử trờn bề mặt hạt chỉ chịu tỏc động bởi cỏc nguyờn tử bờn trong hạt đú. Tương tỏc giữa cỏc nguyờn tử ở hai hạt khỏc nhau cú thể bỏ qua, vỡ khoảng cỏch giữa chỳng tương đối xa. Vỡ vậy, năng lượng bề mặt tổng cộng của mẫu cao. Do nhiệt độ tăng trong quỏ trỡnh nung, chuyển động nhiệt của nguyờn tử tăng mạnh và bề mặt tiếp xỳc giữa cỏc hạt tăng trong quỏ trỡnh giĩn nở nhiệt của chỳng tăng. Cuối cựng, mặt phõn giới giữa hai hạt thu hẹp đến mức khụng thể bỏ qua năng lượng tương tỏc giữa cỏc nguyờn tử bề mặt của hai hạt khỏc nhau. Trạng thỏi này tương ứng với một năng lượng bề mặt tổng cộng nhỏ hơn. Quỏ trỡnh giĩn nở nhiệt của cỏc hạt do vậy khụng thuận nghịch nữa và quỏ trỡnh này đĩ
Nhiệt độ (oC)
Thời gian t (giờ)
( T P 1350 5-7giờ 10 giờ Nguội theo lũ
Khi nung thiờu kết, cú một số quỏ trỡnh khỏ quan trọng khỏc xảy ra cần đề cập đến, chẳng hạn:
a) Trước khi nung thiờu kết, cỏc hạt cố kết vật lý với nhau bởi quỏ trỡnh ộp mẫu, sau khi nung thiờu kết cỏc hạt mới hỡnh thành liờn kết với nhau qua biờn hạt.
b) Trong quỏ trỡnh nung, kớch thước hạt phỏt triển song song với cỏc sai hỏng mạng.
c) Nếu phản ứng pha rắn xảy ra khụng hồn tồn trong giai đoạn nung sơ bộ thỡ sẽ tiếp tục xảy ra trong giai đoạn nung thiờu kết. Nhưng quỏ trỡnh này cú thể ảnh hưởng đến mẫu do khớ phỏt sinh trong quỏ trỡnh phản ứng sẽ tạo ra cỏc bọt khớ bờn trong mẫu.
Hỡnh 2.4: Cấu tạo của bia tạo hợp kim Ag – Zn, tỷ lệ thành phần hợp kim cú thể thay đổi nhờ thay đổi tỷ lệ diện tớch giữa Ag và Zn
Trước khi nung thiờu kết, ứng suất nội trong hạt xuất hiện dưới dạng cỏc sai hỏng mạng, cỏc sai hỏng này được tạo ra trong quỏ trỡnh nghiền trộn và ộp mẫu. Trong thời gian đầu của quỏ trỡnh thiờu kết, lệch mạng xuất hiện và ứng suất nội giảm do quỏ trỡnh khuếch tỏn nguyờn tử. Quỏ trỡnh này thường được gọi là “quỏ trỡnh hồi phục”. Khi nhiệt độ tăng, quỏ trỡnh tỏi kết tinh xảy ra. Trong quỏ trỡnh tỏi kết tinh này, mầm mới xuất hiện, phỏt triển ở biờn hạt và thậm chớ cả ở trong cỏc hạt cú năng lượng tự do lớn. Cũng trong quỏ trỡnh này, một số hạt nhập lại với nhau tạo ra cỏc hạt lớn hơn. Nguyờn nhõn của quỏ trỡnh tỏi kết tinh cũng là sự khuếch tỏn
nguyờn tử giữa cỏc hạt. Do đú, thời gian và đặc biệt là nhiệt độ thiờu kết cú ảnh hưởng lớn đến độ lớn của hạt. Mẫu của chỳng tụi được nung thiờu kết trong khoảng nhiệt độ từ 1200oC tới 13800C với tốc độ tăng nhiệt là 2000C/giờ. Giản đồ thời gian quỏ trỡnh nung thiờu kết được mụ tả trờn hỡnh 2.3.
Gia cụng mẫu và phủ cực