活化烧结（activated sintering）是强化烧结的方式之一。它主要是指通过适当的方法使烧结过程的活化能降低，以达到在较低温度下快速致密化、提高材料性能的一种烧结。

为降低烧结活化能，人们常采用一定的物理、化学方法来使部分化学键断裂，增加粉末中的缺陷（如粉末粗糙度、微裂纹和其他点、线、面缺陷）。

图10.15　烧结活化能示意图

最常使用的物理方法是机械法。粉料加工得越细，则表面原子越多、缺陷多，因此烧结容易。比如，共价成分较多的AlN粉很难达到致密。采用机加工将其粉碎至比表面积为7.5 m2/g时，在1800～2000℃的N2气氛中，AlN可无压烧结至接近理论密度的制品。这主要是由于粉末在机加工过程中，不断地反复被破碎，表层原子、离子的重排和极化使晶格畸变程度增大、有序性降低，结果缺陷增多、粉末的表面Gibbs自由能增大。如图10.15所示，若烧结后的晶界自由能GB、最高势垒处的G不变，粉末表面自由能GS的增加意味着活化能Ea的下降，烧结驱动力ΔG=GB-GS的增大。

化学活化法主要是指利用化学反应获得缺陷结构的方法。在化学反应过程中，固溶体等多种缺陷可以形成。尤其是新生成的产物，其结构缺陷多、晶格松弛，扩散能力强。因此，人们往往在配料粉末中加入一些添加剂来促进烧结，如在制备Al2O3陶瓷时，引入少量MgO、CaO等物质。(www.daowen.com)

金属材料中，W的熔点在3000℃以上。在1400～1500℃间烧结时，烧结过程的活化能较大（382.26 kJ/mol），且W的自扩散系数又低（1.1×10-19m2/s）。引入Ni以后，W-Ni在970℃以上的活化能降低至212 kJ/mol。这主要是由于部分W在Ni中溶解而在W体内形成过剩空位，空位又促进了位错攀移，因此W的烧结过程得到活化和促进。

如今的反应烧结（reaction sintering）、火花等离子烧结（Spark Plasma Sintering）等形式的烧结都可归为活化烧结。

本节介绍了三类常用于强化烧结的措施。事实上，在烧结理论的指导下，对烧结进行强化还是有规律可循的。但烧结过程不仅有粉末坯体的致密化，还有晶粒生长等诸多复杂现象。因而，在烧结材料时，除了考虑坯体的致密化，还需注意晶粒生长带来的影响。

在烧结时，粉末与空气的固-气界面逐渐被晶界所取代。随着烧结的进行，固-气界面减少、晶界增多。因此，在烧结的中、后期，晶界的影响开始变得显著。其中，晶界对晶粒生长的影响最终不仅涉及致密化，还影响到产品晶粒的粗细。若要采用细晶强化提高材料性能，则晶粒生长必须得到控制。

晶粒的生长不仅仅发生在烧结过程中。比如，共析钢中的珠光体在Ac1温度以上转变为奥氏体后，随着保温时间的延长或温度的升高，奥氏体晶粒会长大、粗化。奥氏体起始晶粒的大小对后期冷却组织的大小、性能有很大影响（见9.6.2节），故要控制奥氏体起始晶粒的生长。此外，冷加工成型的金属材料，经再结晶后，也存在晶粒生长现象。

材料的再结晶和晶粒生长是19世纪晚期，人们在金属材料的加工和热处理过程中发现的。随后，人们对其做了研究，很快对晶粒生长的研究拓展到粉末的烧结过程。因此，我们先介绍材料的再结晶，而后介绍材料中的晶粒生长。而材料在再结晶之前，往往还有一个回复过程。