technologie de frittage du moulage par injection de céramique

En tant que composante importante des matériaux d'ingénierie et des matériaux fonctionnels, les matériaux avancés Matériaux céramiques Les poudres céramiques présentent de larges perspectives d'application dans les énergies nouvelles, l'électronique des communications, les semi-conducteurs, l'aérospatiale et d'autres secteurs industriels. Cependant, comme elles sont principalement composées de liaisons ioniques ou covalentes, le procédé de frittage traditionnel pour obtenir des matériaux denses reste limité.matériaux céramiques nécessite une température de frittage plus élevée et un temps de maintien plus long, ce qui entraîne inévitablement un grossissement des grains et des résidus de porosité, et affecte ensuite les propriétés de moulage par injection de céramiqueAfin de réduire frittage des métaux Pour réduire la température, raccourcir le temps de frittage, améliorer la densité de frittage et les propriétés des matériaux, les chercheurs ont mis au point diverses nouvelles technologies de frittage.

La technologie SPS est une nouvelle technologie de frittage rapide qui a suscité un vif intérêt et fait l'objet de nombreuses études dans le monde académique. La figure 1 illustre son principe de fonctionnement.

La technologie SPS a été pionnière dans l'introduction d'un courant pulsé continu dans le procédé de frittageL'indenteur sert de conducteur au courant électrique tout en appliquant une pression sur le matériau. Contrairement aux techniques de frittage traditionnelles, qui utilisent généralement le chauffage radiant d'un corps chauffant, le frittage SPS exploite l'effet thermique d'un courant électrique intense traversant un moule ou un échantillon conducteur pour chauffer le matériau. Pour les échantillons isolants, on utilise généralement du graphite, matériau à bonne conductivité électrique, comme moule ; la chaleur dégagée par le moule permet une montée en température rapide de l'échantillon. Pour les échantillons conducteurs, un moule isolant permet de chauffer directement l'échantillon par un courant électrique. La vitesse de chauffage peut atteindre 1 000 °C/min. Lorsque la température de l'échantillon atteint la valeur cible, le frittage est achevé après un court maintien en température.

La technologie FS a été décrite pour la première fois en 2010 par Cologna et al. de l'Université du Colorado, à partir d'une étude sur le métal assisté par champ. Frittage de poudre technologie (RAPIDE)

La technologie FS repose principalement sur trois paramètres : la température du four (Tf), l’intensité du champ électrique (E) et le courant (J). La figure 3C illustre l’évolution de chaque paramètre lors du procédé FS traditionnel. Dans ce mode, un champ électrique constant est appliqué au matériau et la température du four augmente à un rythme constant. À basse température, la résistivité du matériau est élevée et le courant qui le traverse est faible. Avec l’augmentation de la température, la résistivité diminue et le courant augmente progressivement. Cette étape, dite d’incubation, est caractérisée par un contrôle en tension. Lorsque la température du four atteint la température critique, la résistivité chute brutalement, le courant augmente fortement et le frittage s’amorce. L’intensité du champ étant encore stable à ce stade, la puissance du système (W = EJ) atteint rapidement la limite de l’alimentation, et le système passe d’un contrôle en tension à un contrôle en courant : c’est la phase FS. Lorsque la résistivité du matériau se stabilise, l’intensité du champ se stabilise à nouveau et le frittage entre dans sa phase stable, c’est-à-dire la phase d’isolation du frittage FS. Après l'étape d'isolation, un processus FS complet s'achève.