粉末烧结时，烧结炉内的实际气氛。烧结气氛分为保护气氛、可控气氛和空气。

保护气氛用于保护烧结制品不受氧化的气氛。保护气氛分为还原性气氛和中性气氛。

还原性气氛有氢气、分解氨。

(1)氢气。氢气在一定温度下具有很强的渗透性，是一种化学活性和对氧的亲和力均很强的可燃性无毒气体。氢在粉末冶金中，一方面可用作多种金属氧化物的还原剂，另一方面可用作多种粉末冶金材料和制品烧结和热处理的保护气氛。例如，钨、钼等难熔金属及硬质合金等的烧结，一般都用氢作保护气氛。尽管世界上90％以上的氢气是用天然气和石油转化制取的，但水电解制氢技术可靠，操作维护简便。因此，粉末冶金中使用的氢气一般都是用水电解法制取的，其缺点是耗电多，成本较高。水电解制氢时，在阴极上析出氢，在阳极上析出氧。已商品化的水电解槽采用25％～30％KOH作电解液，氢气纯度高于99.7％，氧气纯度高于99.5％。

(2)分解氨。分解氨是液氨经热分解所得的由氢和氮组成的混合气体，在粉末冶金中可用来作为还原剂，除某些含有与氮发生反应的成分的材料外，对其他材料的烧结也可用作保护气氛。氨在平常情况下是有刺激性臭味的无色气体。氨很容易液化，在常温加压时就可液化成液氨，液氨经气化后，在一定温度和催化剂的作用下分解而成氢与氮的混合气体，其反应式为：2NH₃一3H₂+N₂。氨分解气氛的成分理论上是75％H₂和25％N₂。

中性气氛粉末冶金中使用的中性气氛有氮气、氩气、氦气以及真空等。

可控气氛可以控制碳势或露点的气氛。可控气氛分为放热型气氛和吸热型气氛。

放热型气氛一种不需从外部供热的，由碳氢化合物气转化成的裂化气。其主要成分由CO、CO₂、H₂、N₂、CH₄等组成，它是一种可控气氛，但碳势较低，CO₂含量较高，而具有脱碳作用。根据空气与原料气不同的混合比，又有淡型和浓型气氛之分，淡型放热气氛中CO₂：CO-7～8.5；浓型放热气氛中CO₂：CO-0.476～0.716。淡型放热气氛的碳势很低，只能用作低碳钢、铜制品的无氧化加热气氛，而浓型放热气氛的碳势比较高一些，用作可控气氛时可以防止粉末冶金铁基、铜基零件的氧化和减少铁基零件的脱碳。放热型气氛的成分举例如下：一种原料气为甲烷的淡型放热气氛，含：41%-48%H₂，25%-27%CO₂，0.2%CO<1.5%CH₄，余量N₂；一种原料气为甲烷的浓型放热气氛，含：5％CO₂，10.5％CO，12.5％H₂，0.5％CH₄，余量N₂。如果用净化方法除去其中的CO₂和H₂O，便可制成含CO和H₂的氮基净化放热型气氛’，这种净化气氛在粉末冶金中的应用可进一步扩大。

吸热型气氛一种需要从外部供热的，由碳氢化合物气转化成的裂化气。其与放热型气氛比较，H₂的成分较高，CO₂含量较低，因而是一种还原性更强、碳势较高的可控气氛。在粉末冶金中吸热型气氛主要用于铁基零件和铜基零件烧结时作保护气氛，有时，作为渗碳的渗碳剂和载体使用。吸热型气氛的成分举例如下：一种原料气为城市煤气的吸热型气氛，含：41％～48％H₂，25％～27％CO₂，0.2％C0，<1．5％cH4，余量N₂。如果将其中CO转化成CO₂，然后除去CO₂和H₂O，这样净化过的气氛称为再处理吸热型气氛，可用作还原剂和含铬、硅合金钢的烧结和热处理的保护气氛。

空气对于不需要保护气氛来防止氧化的材料或制品便可在空气中进行烧结。例如，金以及某些氧化物陶瓷的烧结便是在空气中进行的。