Das Sintern ist ein Verfahren, bei dem ein "grünes" kompaktes Teil auf eine hohe Temperatur unterhalb seines Schmelzpunktes erhitzt wird.
Dieser Prozess trägt zur Verfestigung der Keramikpulverpartikel bei.
Die treibende Kraft des Sinterns ist die Verringerung der Oberflächenenergie der Teilchen.
Diese Verringerung wird durch die Verringerung ihrer Dampf-Festkörper-Grenzflächen verursacht.
Während des Sinterns führt die Diffusion von Atomen dazu, dass die Grenzfläche zwischen den Pulverteilchen verschwindet.
Dies führt zu einer Verdichtung des Teils und einer Verbesserung seiner mechanischen Eigenschaften.
5 Wichtige Vorteile und Überlegungen zum Sintern
1. Verringerung der Porosität
Eine der wichtigsten Auswirkungen des Sinterns ist die Verringerung der Porosität.
Die Porosität des gesinterten Teils hängt von der Ausgangsporosität des Grünlings ab.
Sie hängt auch von der Temperatur und der Dauer des Sinterprozesses ab.
Mit zunehmender Sintertemperatur nimmt die Porosität der Probe ab.
Der Grund dafür ist, dass die Metallpulverpartikel bei höheren Temperaturen weich und duktil werden.
Dadurch werden die Kontaktflächen vergrößert und die Porengröße leicht verringert.
Die Anwendung von Druck während des Sinterns kann ebenfalls die Porosität und die Sinterzeit verringern.
2. Verbesserte Materialeigenschaften
Die Verringerung der Porosität durch Sintern verbessert Eigenschaften wie Festigkeit, elektrische Leitfähigkeit, Transparenz und Wärmeleitfähigkeit.
Es kann jedoch Fälle geben, in denen die Beibehaltung der Porosität wünschenswert ist, wie z. B. bei Filtern oder Katalysatoren.
Es ist zu beachten, dass Porosität die Festigkeit des gesinterten Teils verringern kann.
Dies kann zu einem "unvollständigen" Endteil führen, wenn die Komplexität beim Pressen des Pulvers nicht beachtet wird.
3. Erhaltung der Porosität in bestimmten Fällen
In bestimmten Fällen kann eine sorgfältige Anwendung des Sinterns die Festigkeit verbessern, während die Porosität erhalten bleibt.
Bei Nanopulverprodukten kann die Sintertemperatur gesenkt werden, um Kornwachstum zu verhindern.
Dies gewährleistet die Stabilität der Qualität des Endprodukts.
Die Verringerung des Partikeldurchmessers und die Vergrößerung der spezifischen Oberfläche und der Kontaktfläche zwischen den Partikeln führen zu einer höheren Antriebskraft für die Sinterung.
Dies führt zu einer Verringerung der Anzahl der großen Poren.
Das Vakuum-Heißpress-Sinterverfahren hat sich als wirksam erwiesen, um das Kornwachstum zu begrenzen und nanokristalline Produkte zu erhalten.
4. Endgültiger Grad der Porosität
Der endgültige Porositätsgrad hängt von der Anfangsporosität des Grünlings ab.
Sie hängt auch von der Temperatur und der Dauer des Sinterprozesses ab.
Die Verringerung der Porosität durch das Sintern ist vorteilhaft für die Verbesserung der Festigkeit, Transluzenz, Wärmeleitfähigkeit und elektrischen Leitfähigkeit des Materials.
5. Anwendungsspezifische Überlegungen
Es ist wichtig, die spezifischen Anforderungen der jeweiligen Anwendung sorgfältig zu berücksichtigen.
Das gewünschte Gleichgewicht zwischen Porosität und anderen Eigenschaften sollte berücksichtigt werden.
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