燒結是使壓坯或鬆裝粉末體進一步結合起來，以提高強度及其他性能的一種高温處理工藝。它是粉末冶金的重要工序之一。在燒結過程中粉末顆粒要發生相互流動、擴散、熔解、再結晶等物理化學過程，使粉末體進一步緻密，消除其中的部分或全部孔隙。
燒結方法
通常有以下幾類：
固相燒結
燒結温度在粉末體中各組元的熔點以下，一般是0.7～0.8Tm（Tm為絕對熔點，以K計）。
液相燒結
粉末壓坯中如果有兩種以上的組元，燒結有可能在某種組元的熔點以上進行，因而燒結時粉末壓坯中出現少量的液相。
加壓燒結
在燒結時，對粉末體施加壓力，以促進其緻密化過程。加壓燒結有時與熱壓(hot pressing)為同義詞，熱壓是把粉末的成形和燒結結合起來，直接得到製品的工藝過程。
活化燒結
在燒結過程中採用某些物理的或化學的措施，使燒結温度大大降低，燒結時間顯著縮短，而燒結體的性能卻得到改善和提高。
電火花燒結
粉末體在成形壓制時通入直流電和脈衝電，使粉末顆粒間產生電弧而進行燒結；在燒結時逐漸地對工件施加壓力，把成形和燒結兩個工序合併在一起。
熔滲
又稱浸透。為了提高多孔毛坯的強度等性能，在高温下把多孔毛坯與能潤濕它的固態表面的液體金屬或合金相接觸，由於毛細管作用力，液態金屬會充填毛坯中的孔隙。這種工藝適合於製造鎢銀、鎢銅、鐵銅等合金材料或製品。
燒結機理
在燒結過程中粉末體要經歷一系列的物理化學變化，如水分或有機物的蒸發或揮發，吸附氣體的排除，應力的消除，粉末顆粒表面氧化物的還原，顆粒間的物質遷移、再結晶、晶粒長大等，因而使顆粒間的晶體接觸面增加，孔隙收縮甚至消失。出現液相時，還會發生固相的溶解與析出。這些過程彼此間並無明顯的界限，而是互相重疊，互相影響。再加上其他燒結工藝條件，使整個燒結過程的反應複雜化。1942年德國許蒂希(G.F.Hüttig)利用物理化學的研究手段測定了燒結温度對燒結體的電動勢、溶解度、密度、顯微組織、力學性能等的影響，發現燒結是一個十分複雜的過程。1949年美國庫琴斯基 (ynski)研究了金屬球與金屬板的燒結，認為燒結時的物質遷移主要是以擴散方式進行的（見金屬中的擴散）。他們的工作把燒結理論的研究推向新的階段。後來的許多研究工作都是圍繞着燒結過程中的物質遷移機理進行的。
燒結過程中物質遷移
一般認為有下列五種機理：粘性或塑性流動，蒸發和凝聚，體積擴散，晶界擴散，表面擴散。兩個相互接觸的球形顆粒（圖1）燒結時，接觸頸部半徑x 的增長與燒結時間t可能有下列關係：
粘性或塑性流動 x2∝t
蒸發和凝聚 x3∝t
體積擴散 x5∝t
晶界擴散 x6∝t
表面擴散 x7∝t
燒結過程中組織和性能的變化
燒結過程中，燒結體的組織結構會發生複雜的變化。首先粉末顆粒間的接觸點和接觸面隨時間的延長逐漸擴大，同時孔隙要發生收縮，漸呈球形。有些孔隙與外界連通成為開口孔，有些孔隙則成為孤立的閉口孔。粉末顆粒由於在壓制過程中發生了變形，因此在燒結時要發生再結晶和晶粒長大。西澤龍(ron)和拉孔布(mbe)報道過羰基鐵粉的試驗情況，在890℃氫氣中燒結時，隨着燒結時間的延長，可以看到晶粒的長大，而孔隙則從微細分散的孔隙變成較粗大集中的孔隙，而數量越來越少，最後趨向消失。多組元的壓坯在燒結時還要發生擴散均勻化，形成固溶體或化合物。粉末顆粒的大小、形貌和成形、燒結工藝等對壓坯的再結晶、晶粒大小、均勻化等均有影響。在燒結過程中粉末體的性能隨組織結構的變化而發生變化（圖2）。
不同燒結温度和燒結時間對繞結體強度的影響見圖3。在較高的温度T3或T4條件下燒結時，開始燒結體的強度隨時間的延長而增加，而後下降。這是由於燒結的後期發生了晶粒長大。
燒結體的硬度與緻密程度有關，大體上與燒結體的密度成比例增加。測量硬度時如壓痕包含一些孔隙則硬度值偏低，如用顯微硬度計測定，可避開孔隙，因而得到金屬材料本身的固有硬度，不受密度的影響（圖4）。
燒結工藝
燒結必須在有保護氣氛的燒結爐內進行，以避免燒結體氧化，或發生不利的化學反應。燒結爐的種類很多，可用天然氣、煤氣、油、電等作熱源。電加熱爐經濟方便，易於調節控制。常用的保護氣氛有真空，氬、氦、氮、二氧化碳等惰性氣體和氫、分解氨、一氧化碳、轉化天然氣等還原性氣體。
為了進一步提高燒結制品的使用性能以及尺寸和形狀精度，往往要進行整形、精整、復壓、浸油、機械加工、熱處理等後續工序。
參考書目黃培雲主編，《粉末冶金原理》，冶金工業出版社，北京，1982。
Joel S. Hirschhorn，Introduction to Powder Metallurgy，APMI，New York，1969.
F. V. Lenel，Powder Metallurgy Principles and Applications，MPIF，Princeton，New Jersey，1980.
