粉末燒結氣氛(powdersinteringatmosphere)

粉末燒結時，燒結爐內的實際氣氛。燒結氣氛分為保護氣氛、可控氣氛和空氣。

保護氣氛用于保護燒結制品不受氧化的氣氛。保護氣氛分為還原性氣氛和中性氣氛。

還原性氣氛有氫氣、分解氨。(1)氫氣。氫氣在一定溫度下具有很強的滲透性，是一種化學活性和對氧的親和力均很強的可燃性無毒氣體。氫在粉末冶金中，一方面可用作多種金屬氧化物的還原劑，另一方面可用作多種粉末冶金材料和制品燒結和熱處理的保護氣氛。例如，鎢、鉬等難熔金屬及硬質合金等的燒結，一般都用氫作保護氣氛。盡管世界上90％以上的氫氣是用天然氣和石油轉化制取的，但水電解制氫技術可靠，操作維護簡便。因此，粉末冶金中使用的氫氣一般都是用水電解法制取的，其缺點是耗電多，成本較高。水電解制氫時，在陰極上析出氫，在陽極上析出氧。已商品化的水電解槽采用25％～30％KOH作電解液，氫氣純度高于99.7％，氧氣純度高于99.5％。(2)分解氨。分解氨是液氨經熱分解所得的由氫和氮組成的混合氣體，在粉末冶金中可用來作為還原劑，除某些含有與氮發生反應的成分的材料外，對其他材料的燒結也可用作保護氣氛。氨在平常情況下是有刺激性臭味的無色氣體。氨很容易液化，在常溫加壓時就可液化成液氨，液氨經氣化后，在一定溫度和催化劑的作用下分解而成氫與氮的混合氣體，其反應式為：2NH₃一3H₂+N₂。氨分解氣氛的成分理論上是75％H₂和25％N₂。

中性氣氛粉末冶金中使用的中性氣氛有氮氣、氬氣、氦氣以及真空等。

可控氣氛可以控制碳勢或露點的氣氛。可控氣氛分為放熱型氣氛和吸熱型氣氛。

放熱型氣氛一種不需從外部供熱的，由碳氫化合物氣轉化成的裂化氣。其主要成分由CO、CO₂、H₂、N₂、CH₄等組成，它是一種可控氣氛，但碳勢較低，CO₂含量較高，而具有脫碳作用。根據空氣與原料氣不同的混合比，又有淡型和濃型氣氛之分，淡型放熱氣氛中CO₂：CO-7～8.5；濃型放熱氣氛中CO₂：CO-0.476～0.716。淡型放熱氣氛的碳勢很低，只能用作低碳鋼、銅制品的無氧化加熱氣氛，而濃型放熱氣氛的碳勢比較高一些，用作可控氣氛時可以防止粉末冶金鐵基、銅基零件的氧化和減少鐵基零件的脫碳。放熱型氣氛的成分舉例如下：一種原料氣為甲烷的淡型放熱氣氛，含：41%-48%H₂，25%-27%CO₂，0.2%CO<1.5%CH₄，余量N₂；一種原料氣為甲烷的濃型放熱氣氛，含：5％CO₂，10.5％CO，12.5％H₂，0.5％CH₄，余量N₂。如果用凈化方法除去其中的CO₂和H₂O，便可制成含CO和H₂的氮基凈化放熱型氣氛’，這種凈化氣氛在粉末冶金中的應用可進一步擴大。

吸熱型氣氛一種需要從外部供熱的，由碳氫化合物氣轉化成的裂化氣。其與放熱型氣氛比較，H₂的成分較高，CO₂含量較低，因而是一種還原性更強、碳勢較高的可控氣氛。在粉末冶金中吸熱型氣氛主要用于鐵基零件和銅基零件燒結時作保護氣氛，有時，作為滲碳的滲碳劑和載體使用。吸熱型氣氛的成分舉例如下：一種原料氣為城市煤氣的吸熱型氣氛，含：41％～48％H₂，25％～27％CO₂，0.2％C0，<1．5％cH4，余量N₂。如果將其中CO轉化成CO₂，然后除去CO₂和H₂O，這樣凈化過的氣氛稱為再處理吸熱型氣氛，可用作還原劑和含鉻、硅合金鋼的燒結和熱處理的保護氣氛。

空氣對于不需要保護氣氛來防止氧化的材料或制品便可在空氣中進行燒結。例如，金以及某些氧化物陶瓷的燒結便是在空氣中進行的。