Como parte importante dos materiais de enxeñería e materiais funcionais, os materiais cerámicos avanzados teñen amplas perspectivas de aplicación en novas enerxías, electrónica de comunicación, semicondutores, aeroespacial e outros campos industriais. Non obstante, debido a que o po cerámico é principalmente enlace iónico ou composto de enlace covalente, o proceso de sinterización tradicional para prepararmateriais cerámicosrequire unha temperatura de sinterización máis alta e un tempo de retención máis longo, o que leva inevitablemente ao engrosamento do gran e ao residuo de porosidade, e despois afecta ás propiedadesmoldeo por inxección cerámica. Para reducirsinterización de metalestemperatura, acurtar o tempo de sinterización, mellorar a densidade de sinterización e as propiedades do material, os investigadores desenvolveron unha variedade de novas tecnoloxías de sinterización.
Sinterización por plasma Spark (SPS)
A tecnoloxía SPS é un novo tipo de tecnoloxía de sinterización rápida que foi moi preocupada e estudada no mundo académico. FIG. 1 mostra o seu principio de funcionamento.
A tecnoloxía SPS foi pioneira na introdución dunha corrente de pulso de CCproceso de sinterización. O indentador actúa como portador para que a corrente pase ao mesmo tempo que aplica presión ao material. A diferenza das técnicas tradicionais de sinterización, que normalmente usan o quecemento radiante dun corpo de calefacción, o SPS utiliza o efecto térmico dunha gran corrente eléctrica que atravesa un molde ou unha mostra condutora para quentar o material. Para as mostras illantes, adoita empregarse grafito cunha boa condutividade eléctrica como material do molde, e a calor de resistencia do molde úsase para que a mostra se eleve rapidamente. Para mostras condutoras, pódese usar un molde illante para quentar unha corrente directamente a través da mostra. A taxa de quecemento pode alcanzar os 1000 ℃/min. Cando a temperatura da mostra alcanza o valor establecido, a sinterización pódese completar despois dun curto período de conservación da calor.
A tecnoloxía SPS ten as vantaxes de baixa temperatura de sinterización, curto tempo de retención, velocidade de quecemento rápida, presión de sinterización axustable e acoplamento multicampo (eléctrico-mecánico-térmico).
Sinterización flash (FS)
A tecnoloxía FS foi informada por primeira vez en 2010 por Cologna et al da Universidade de Colorado, baseándose no estudo da tecnoloxía de sinterización de po de metal asistida por campo (FAST)
A tecnoloxía FS implica principalmente tres parámetros de proceso, a saber, a temperatura do forno (Tf), a intensidade de campo (E) e a corrente (J). A figura 3C mostra a tendencia de variación de cada parámetro no proceso tradicional de FS. Neste modo, aplícase un campo eléctrico constante ao material e a temperatura do forno aumenta a un ritmo constante. Cando a temperatura do forno é baixa, a resistividade do material é alta e a corrente que circula polo material é pequena. Co aumento da temperatura do forno, a resistividade da mostra diminúe e a corrente aumenta gradualmente. Esta fase chámase fase de incubación e o sistema está controlado por voltaxe. Cando a temperatura do forno aumenta ata a temperatura crítica, a resistividade do material cae de súpeto, a corrente aumenta bruscamente e prodúcese FS. Dado que a intensidade de campo aínda é estable neste momento, a potencia do sistema (W = EJ) alcanzará rapidamente o límite de potencia da fonte de alimentación e o sistema cambiará de control de tensión ao control de corrente, que se denomina etapa FS. Cando a resistividade do material non aumenta, a intensidade do campo estabilizase de novo e a sinterización entra na fase estable, é dicir, na fase de illamento de FS. Despois da fase de illamento, remata un proceso FS completo.
En comparación coa sinterización tradicional, FS ten as seguintes vantaxes: acurta o tempo de sinterización e reduce a temperatura do forno necesaria para a sinterización, inhibe o crecemento do gran, pode lograr unha sinterización non equilibrada, equipos sinxelos e de baixo custo.
Hora de publicación: 07-06-2022