Das Flüssigphasensintern ist ein spezielles Sinterverfahren, bei dem eine flüssige Phase verwendet wird, um die Umlagerung und Bindung der Partikel während des Sinterprozesses zu unterstützen.
Diese flüssige Phase, die häufig aus einem Material mit niedrigem Schmelzpunkt besteht, fungiert als Bindemittel oder Flussmittel, das dazu beiträgt, die für die Verdichtung erforderliche Sintertemperatur zu senken.
Dies ist besonders vorteilhaft, wenn es sich um Materialien mit hohem Schmelzpunkt handelt oder wenn eine schnellere Verdichtung gewünscht ist.
Während des Flüssigphasensinterns breitet sich die flüssige Phase zwischen den Partikeln aus, was deren Umlagerung fördert und die Bildung von Nocken zwischen ihnen begünstigt.
Das Vorhandensein der flüssigen Phase hilft auch bei der Entfernung von Verunreinigungen und erleichtert das Sintern von Materialien mit komplexer Zusammensetzung.
5 Hauptunterschiede erklärt
1. Sintertemperatur
Im Vergleich zum Feststoffsintern, das bei der Sintertemperatur ausschließlich im festen Zustand stattfindet, hat das Flüssigphasensintern den Vorteil niedrigerer Sintertemperaturen.
2. Verdichtungsraten
Die Zugabe der flüssigen Phase ermöglicht eine bessere Umlagerung und Bindung der Partikel, was zu dichteren und gleichmäßigeren Materialien führt.
3. Geeignete Werkstoffe
Das Flüssigphasensintern eignet sich besonders für keramische Werkstoffe, die sich durch Festkörpersintern nur schwer verdichten lassen, wie etwa Siliziumnitrid und Siliziumkarbid.
Bei diesen Werkstoffen bilden kleine Mengen von Zusatzstoffen in der Zusammensetzung bei der Sintertemperatur eine Flüssigkeit.
4. Mechanismus des Verfahrens
Die primären Pulverpartikel ordnen sich aufgrund von Kapillarkräften um, und an den Kontaktpunkten zwischen einigen Partikeln kommt es zu einer Auflösung und erneuten Ausfällung in der flüssigen Phase, was zur Bildung von Nasen zwischen den Partikeln führt.
Dieser Prozess trägt zur Beseitigung der Poren und zur Erreichung der vollen Dichte des keramischen Presslings bei.
5. Arten der Sinterung
Im Gegensatz dazu wird das Festkörpersintern üblicherweise für Keramiken wie Zirkoniumdioxid und Tonerde verwendet, bei denen die Materialien durch Diffusion transportiert werden.
Beim Festkörpersintern gibt es keine flüssige Phase, und der Verdichtungsprozess erfolgt ausschließlich durch Festkörperdiffusion.
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