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Druckloses Sintern ist ein thermisches Verfahren, bei dem Partikel ohne äußeren Druck miteinander verschmolzen werden.Die Verdichtung und Bindung der Werkstoffe erfolgt ausschließlich durch Erhitzung und eignet sich daher für Metall-Keramik-Verbundwerkstoffe und andere moderne Werkstoffe.Dieses Verfahren vermeidet Dichteschwankungen im Endprodukt und kann auf keramische Pulverpresslinge angewandt werden, die durch Techniken wie isostatisches Kaltpressen, Spritzgießen oder Schlickergießen hergestellt werden.Das Verfahren umfasst das Vorsintern, die Bearbeitung und das Erhitzen mit Methoden wie der Konstantratenerwärmung (CRH), dem ratengesteuerten Sintern (RCS) oder dem zweistufigen Sintern (TSS).Das resultierende Mikrogefüge und die Korngröße hängen von dem verwendeten Material und der Sintertechnik ab.

Die wichtigsten Punkte werden erklärt:

1. Definition des drucklosen Sinterns:

   • Das drucklose Sintern ist ein Verfahren, bei dem die Werkstoffe allein durch Erhitzung und ohne Anwendung von äußerem Druck verdichtet und verbunden werden.Dadurch unterscheidet es sich von anderen Sinterverfahren, die mechanische Kraft oder druckunterstützte Techniken erfordern.

2. Für das drucklose Sintern geeignete Materialien:

   • Metall-Keramik-Verbundwerkstoffe werden häufig für das drucklose Sintern verwendet, da sie in der Lage sind, Partikel bei hohen Temperaturen ohne äußeren Druck zu verschmelzen.
   • Zur Verbesserung des Sinterprozesses können auch Sinterhilfsmittel aus Nanopartikeln und monolithische Formgebungsverfahren eingesetzt werden.

3. Herstellung von keramischen Pulverpresslingen:

   • Vor dem Sintern werden keramische Pulverpresslinge mit Methoden wie:
     • Kalt-Isostatisches Pressen (CIP):Verdichtet Pulver gleichmäßig mit hydraulischem Druck.
     • Spritzgießen:Verformt Pulver zu komplexen Geometrien.
     • Schlickerguss:Formt Presslinge, indem er einen Schlamm in eine Form gießt und ihn erstarren lässt.
   • Diese Presslinge werden dann vorgesintert und maschinell bearbeitet, um die gewünschte Endform zu erhalten.

4. Heiztechniken beim drucklosen Sintern:

   • Es werden hauptsächlich drei Heizmethoden verwendet:
     • Heizung mit konstanter Geschwindigkeit (CRH):Die Temperatur wird gleichmäßig erhöht, bis die Sintertemperatur erreicht ist.
     • Ratengesteuertes Sintern (RCS):Die Heizrate wird auf der Grundlage der Reaktion des Materials angepasst, um Defekte zu minimieren.
     • Zwei-Schritt-Sintern (TSS):Erhitzen auf eine hohe Temperatur und anschließendes Halten auf einer niedrigeren Temperatur, um das Kornwachstum und die Verdichtung zu kontrollieren.

5. Vorteile des drucklosen Sinterns:

   • Eliminiert Schwankungen in der Dichte des Endprodukts und gewährleistet einheitliche Materialeigenschaften.
   • Reduziert den Bedarf an komplexen Anlagen, da kein externer Druck erforderlich ist.
   • Geeignet für die Herstellung komplexer Formen und großer Bauteile.

6. Mikrogefüge und Korngröße:

   • Das endgültige Mikrogefüge und die Korngröße des gesinterten Materials hängen von folgenden Faktoren ab:
     • Die Art des verwendeten Materials.
     • Die Sintertemperatur und die Sinterdauer.
     • Die angewandte Heiztechnik.
   • Die korrekte Steuerung dieser Parameter gewährleistet optimale mechanische und thermische Eigenschaften.

7. Anwendungen des drucklosen Sinterns:

   • Weit verbreitet bei der Herstellung von Hochleistungskeramik, Elektronik und Metall-Keramik-Verbundwerkstoffen.
   • Ideal für Anwendungen, die hohe Präzision und einheitliche Materialeigenschaften erfordern, wie z. B. in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und der Medizintechnik.

Durch das Verständnis dieser Schlüsselpunkte können Käufer von Anlagen und Verbrauchsmaterialien fundierte Entscheidungen über die Eignung des drucklosen Sinterns für ihre spezifischen Anwendungen und Materialanforderungen treffen.

Zusammenfassende Tabelle:

Aspekt	Einzelheiten
Definition	Verdichten und Verbinden von Materialien durch Erhitzen, ohne äußeren Druck.
Geeignete Materialien	Metall-Keramik-Verbundwerkstoffe, Hochleistungskeramik und Sinterhilfsmittel aus Nanopartikeln.
Vorbereitungstechniken	Kaltisostatisches Pressen (CIP), Spritzgießen und Schlickergießen.
Heizmethoden	Erhitzen mit konstanter Geschwindigkeit (CRH), ratengesteuertes Sintern (RCS), zweistufiges Sintern (TSS).
Vorteile	Gleichmäßige Materialeigenschaften, kein externer Druck erforderlich, ideal für komplexe Formen.
Anwendungen	Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie, medizinische Industrie und Elektronik.

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