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真空热压烧结是在真空环境下把加热和加压同时进行，让粉末的成型和烧结一步完成。很多人只知道热压能把东西压密，但密化不是一下子完成的，它有先后两个阶段：前期孔隙互相连通，密度快速上升；后期连通孔被堵死，剩下孤立孔洞慢慢消化。把这两个阶段搞清楚，调工艺时才知道什么时候该加压、什么时候该保温，而不是一股脑压上去烧到底。下面把真空热压烧结的两阶段致密化过程讲一讲。
一、孔隙连通阶段发生了什么
这个阶段对应烧结初期和中期。粉末刚装进模具，颗粒之间是点接触，孔隙互相连通成网络。一开始加压，接触点的应力集中，颗粒在接触区发生塑性屈服，接触面扩大。随着温度升高，材料开始蠕变，在应力作用下发生幂指数蠕变，引起物质迁移。
具体的物质迁移有几条路径：原子和空位在晶粒内部发生体积扩散，也在晶界上发生晶界扩散；位错攀移引起晶界滑动，让颗粒之间重新排布。压力在这里起了双重作用，一是把孔隙挤小，二是给扩散和蠕变提供驱动力。这个阶段密度上升很快，位移传感器上能看到压头明显往下走，坯体收缩剧烈。因为是连通孔阶段，气体和挥发物还能通过连通通道排出去，不容易在内部憋出大气孔。这个阶段坯体整体体积收缩明显，石墨模具侧壁受到的压力也大，要确认模具强度够，否则容易在这一段开裂。
二、孔洞孤立阶段发生了什么
这个阶段对应烧结末期。随着致密化进行，连通的孔隙网络被挤断，剩下的孔洞被封闭在晶界上，变成孤立的小孔洞。前期那些快速致密的机制还在起作用，但这时候颗粒已经互相咬得很紧，大的塑性变形空间没了，蠕变和扩散慢慢成为主导。
孤立孔洞靠什么消除？靠晶界扩散和体积扩散把孔洞里的物质迁移走，靠蠕变把孔洞周围的晶界慢慢拉过去。这个过程慢，材料收缩变得平缓，位移曲线趋于平稳。因为孔洞已经孤立，气体排不出去了，如果残留在孔洞里，会随着温度升高膨胀，把小孔撑大，这就是为什么真空环境在这里尤其重要。末期保温时间要够，但也不能太长，太长晶粒会长大，反而把细晶优势丢掉。 针对复杂工件，真空钎焊炉的均匀加热特性更具优势。
三、真空环境为什么有助于细晶低孔隙
真空热压和普通热压比，多了一层真空保护。真空下，炉腔里空气和氧气被抽走，石墨模具和工件不会氧化，挥发物也能及时被真空泵抽走，不会残留在孔隙里。到了孔洞孤立阶段，孔隙里没有残留气体撑着，扩散和蠕变就能把孔洞消得更干净，最终孔隙率低。
真空还带来一个好处：因为不需要在高温下长时间等待排气，烧结温度和保温时间可以控制得更紧，晶粒没有充分时间长大，最终得到的是细小晶粒。细晶加上低孔隙，材料的机械性能和电学性能都跟着上去。真空热压出来的制品，致密度能接近理论密度，晶粒尺寸保持在较细的水平，这是无压烧结不容易做到的。对要求高致密和细晶组织的硬质合金、功能陶瓷和石墨材料，这条路线的优势就体现出来了。
四、工艺上怎么对应这两个阶段
理解了两阶段，调工艺就有了思路。连通孔阶段，升温可以稍快，压力逐步加上去，让颗粒快速重排、接触，把密度先提一大截，这一段不要压得太猛，否则气孔还没排出去就被压实，容易留闭口气孔。到了孔洞孤立阶段，温度升到烧结温度，压力维持或略加，保温足够时间让扩散蠕变把残余小孔吃掉，同时盯紧时间，保温到致密化基本停滞就降温，不要拖太久让晶粒长大。两个阶段的温度、压力和时间参数，往往需要拿小样先试几炉，摸出合适的曲线再放大。
实际操作中，位移曲线就是判断阶段的最好依据：压头下行快，说明还在连通孔阶段；下行变慢、趋于平稳，就进入了孔洞孤立阶段。操作工照着曲线调整温度和压力，比单凭经验更靠谱。东莞市志远工业设备有限公司做真空热压炉多年，把温度分段、压力曲线和位移监测做成了标准程序，再配合真空系统，让用户在两阶段致密化的每一步都能调得有依据，把细晶低孔隙的目标稳稳做到。 东莞市志远工业设备有限公司主营真空铝钎焊炉、真空加压烧结炉等系列产品，可根据客户工艺需求定制方案。