Beim Sintern von Keramik handelt es sich um ein Verfahren, bei dem ein keramisches Material erhitzt und manchmal auch unter Druck gesetzt wird, wodurch sich seine Porosität deutlich verringert und seine Teilchendichte erhöht. Durch dieses Verfahren werden auch verschiedene Eigenschaften wie Festigkeit, Transluzenz und Härte verbessert. Die Umwandlung während des Sinterns kann die kristalline Struktur und die physikalischen Eigenschaften des Materials drastisch verändern.
Verringerung der Porosität und Erhöhung der Partikeldichte:
Beim Sintern wird das keramische Material bis zu einem Punkt erhitzt, an dem die Partikel beginnen, sich miteinander zu verbinden und eine dichtere Struktur zu bilden. Dieser Prozess beinhaltet die Diffusion von Atomen, wodurch die Grenzfläche zwischen den Pulverteilchen verschwindet, was zu einer Verringerung der Gesamtoberfläche und Porosität führt. Die Verringerung der Porosität ist von entscheidender Bedeutung, da sie das Material nicht nur dichter macht, sondern auch seine Widerstandsfähigkeit gegen Wasser, Flecken und extreme Temperaturen erhöht.Verbesserung der Materialeigenschaften:
Während des Sinterns verändert das keramische Material seine kristalline Struktur. Zirkoniumdioxid beispielsweise weist zunächst eine monokline Struktur auf und wandelt sich bei hohen Temperaturen in einen polytetragonalen Zustand um. Diese Umwandlung erhöht die Festigkeit, die Härte und die Transluzenz des Materials. Das Material wird so hart, dass es selbst mit Hochgeschwindigkeitswerkzeugen schwer zu schneiden ist. Diese Erhöhung der Festigkeit und Härte ist entscheidend für Anwendungen, bei denen die Keramik hohen mechanischen Beanspruchungen standhalten muss.
Schrumpfung und physikalische Veränderungen:
Das Sintern führt auch zu einer erheblichen Schrumpfung des Materials, die bei Zirkoniumdioxid in der Regel etwa 25 % beträgt. Diese Schrumpfung ist eine Folge des Verdichtungsprozesses, bei dem das Volumen des Materials abnimmt, während seine Dichte zunimmt. Die physikalischen Veränderungen während des Sinterns sind tiefgreifend und verwandeln das Material von einer kreideartigen Substanz in eine dichte, harte Keramik.Kontrollvariablen und -techniken:
Die Wirksamkeit des Sinterns hängt von mehreren Variablen ab, unter anderem von der Sintertemperatur, der Sinterzeit und der ursprünglichen Korngröße des Materials. Höhere Temperaturen und längere Sinterzeiten führen im Allgemeinen zu einer besseren Verdichtung. Außerdem kann die Anwendung von Druck während des Sinterns die Sinterzeit und die endgültige Porosität weiter verringern. Techniken wie das Flüssigphasensintern, bei dem eine flüssige Phase eingeführt wird, um den Sinterprozess zu verbessern, können ebenfalls eingesetzt werden.
