Спекание обычно сопровождается уменьшением пористости и увеличением плотности массы. Одновременно происходит уменьшение поверхности частиц и свободной поверхностной энергии системы. Поэтому спекание является необратимым процессом, в котором уменьшение свободной энергии вызвано уменьшением поверхности частиц.
Точно определить геометрические изменения, которые возможны в результате уменьшения поверхности частиц при уплотнении, невозможно, так как они зависят от формы и величины частиц, их распределения, а также способа их уплотнения.
Последнее особенно сильно влияет на изменение расстояний между зернами в прессованной массе и на геометрию пор. Причем характер этого влияния сложный и неопределенный.
Однако отдельные явления, протекающие при спекании, можно выяснить.
В первоначальной стадии спекания преобладает увеличение со временем поверхности контакта между частицами, сопровождающееся скруглением острых углов в точке их соприкосновения. При этом происходит уплотнение, расстояние между центрами частиц уменьшается, что является причиной уменьшения пор внутри частиц.
Поры на этой стадии взаимосвязаны.
В последней стадии спекания поры разрываются на отдельные изолированные объемы, а уплотнение происходит в результате их уменьшения.
Процесс перемещения материала при спекании изучали многие исследователи.
В основном во внимание принимают пять различных транспортных процессов, в результате которых происходит изменение геометрических размеров: вязкое течение, пластическое течение, испарение — конденсация, объемная диффузия и поверхностная диффузия.
Механизм испарения — конденсации и поверхностной диффузии позволяет объяснить рост перемычек между зернами, но не объясняет процесс уменьшения расстояний между центрами частиц, так как конфигурацию частиц в прессовке определить невозможно.