等离子活化-颗粒的烧结性（扩散性）

粉末烧结方式的选择、烧结过程进行的特点首先取决于粉末颗粒的烧结性。

理论上，单个颗粒作为一种晶体物质，它的烧结性取决于其原子扩散的难易程度。

扩散理论给出了原子扩散能力的表征,其中包括自然扩散系数D，即晶体内无化学位梯度时原子扩散的能力（即原子无规行走的扩散能力)。对于实际晶体，如金属体系中，原子的自扩散系数又通常可以用三个扩散系数表示:

• 体积扩散系数Dv:原子在晶体内部或晶格内的扩散能力，亦称为晶格扩散系数;
• 体积扩散系数D_gb:原子在晶体内部或晶格内的扩散能力，亦称为晶格扩散系数;
• 表面扩散系数Ds:原子沿各种表面，主要是自由表面的扩散能力。

对于离子晶体，物质的扩散能力还可由阴、阳离子在化学位梯度下的化学扩散系数、以晶体本身热运动产生的点缺陷作为迁移载体的本征扩散系数、以掺杂引起的点缺陷作为迁移载体的非本征扩散系数来表征。

晶体内原子从一个位置跳到另一个位置的运动必然要受到某种“阻力”。从自由能的角度考虑，这个“阻力”就是原子扩散所需要克服的能垒。实验表明，温度升高，能够克服这个能垒的原子数目增加。因此，原子自扩散系数可表示为:

式中D—对于纯固体为自扩散体系;Do—只前因子;△G—自扩散激活能;R—气体常数;T—热力学温度。

上式中指数项表示的是能够克服能垒而跃迁的原子的几率。由上式可知，烧结温度越高，颗粒内原子扩散系数越大，而且按指数规律迅速增大，烧结进行的越迅速;扩散系数越大的物质，在给定的烧结温度下，原子扩散的能力越强。所以，在给定烧结温度的晶体粉末扩散数值，可以代表粉末本征的烧结性。

• 果世驹. 粉末烧结理论[M]. 冶金工业出版社, 1998.
• 李鑫鑫. 粉末致密化原子扩散系数的定量化与数值模拟[D]. 华南理工大学.