Կերամիկական ներարկման համաձուլվածքների սինտրինգի տեխնոլոգիա

Որպես ինժեներական նյութերի և ֆունկցիոնալ նյութերի կարևոր մաս՝ առաջադեմ կերամիկական նյութերը լայն կիրառման հեռանկարներ ունեն նոր էներգիայի, կապի էլեկտրոնիկայի, կիսահաղորդչային, օդատիեզերական և այլ արդյունաբերական ոլորտներում: Այնուամենայնիվ, քանի որ կերամիկական փոշին հիմնականում իոնային կապ է կամ կովալենտ կապի միացություն, ավանդական սինթրման գործընթացը խիտ պատրաստելու համարկերամիկական նյութերպահանջում է սինթրման ավելի բարձր ջերմաստիճան և ավելի երկար պահելու ժամանակ, ինչը անխուսափելիորեն հանգեցնում է հացահատիկի կոշտացման և ծակոտկենության մնացորդի, այնուհետև ազդում է դրանց հատկությունների վրա:կերամիկական ներարկման համաձուլվածքներ. Նվազեցնելու նպատակովմետաղների սինթինգջերմաստիճանը, կրճատել սինթրման ժամանակը, բարելավել սինթրեման խտությունը և նյութական հատկությունները, հետազոտողները մշակել են սինթրման մի շարք նոր տեխնոլոգիաներ:

Կայծային պլազմայի սինթերինգ (SPS)

SPS տեխնոլոգիան արագ սինթերման տեխնոլոգիայի նոր տեսակ է, որը լայնորեն մտահոգված և ուսումնասիրված է ակադեմիական աշխարհում: ՆԿԱՐ. 1-ը ցույց է տալիս դրա աշխատանքի սկզբունքը:

SPS տեխնոլոգիան առաջնահերթ է եղել մշտական ​​զարկերակային հոսանքի ներմուծման մեջսինթրման գործընթաց. The indenter-ը հանդես է գալիս որպես կրիչ, որի միջոցով հոսանքն անցնում է նյութի վրա ճնշում գործադրելիս: Ի տարբերություն ավանդական սինտրինգի տեխնիկայի, որը սովորաբար օգտագործում է ջեռուցման մարմնի ճառագայթային ջեռուցում, SPS-ն օգտագործում է մեծ էլեկտրական հոսանքի ջերմային ազդեցությունը, որն անցնում է կաղապարի միջով կամ անցկացնող նմուշի միջոցով՝ նյութը տաքացնելու համար: Մեկուսիչ նմուշների համար որպես կաղապարի նյութ սովորաբար օգտագործվում է լավ էլեկտրական հաղորդունակությամբ գրաֆիտը, իսկ կաղապարի դիմադրողական ջերմությունը՝ նմուշը արագորեն բարձրացնելու համար: Հաղորդող նմուշների համար մեկուսիչ կաղապարը կարող է օգտագործվել ուղղակիորեն նմուշի միջով հոսանք տաքացնելու համար: Ջեռուցման արագությունը կարող է հասնել 1000 ℃ / րոպե: Երբ նմուշի ջերմաստիճանը հասնում է սահմանված արժեքին, սինթրումը կարող է ավարտվել ջերմության պահպանման կարճ ժամանակից հետո:

SPS տեխնոլոգիան ունի սինթրման ցածր ջերմաստիճանի, պահպանման կարճ ժամանակի, արագ տաքացման արագության, կարգավորվող սինթրման ճնշման և բազմադաշտային միացման (էլեկտրական-մեխանիկական-ջերմային) առավելությունները:

Flash sintering (FS)

FS տեխնոլոգիան առաջին անգամ զեկուցվել է 2010 թվականին Կոլոնիայի և այլոց կողմից Կոլորադոյի համալսարանից՝ հիմնվելով դաշտային օգնությամբ մետաղի փոշու սինթրման տեխնոլոգիայի (FAST) ուսումնասիրության վրա:

FS տեխնոլոգիան հիմնականում ներառում է գործընթացի երեք պարամետր՝ վառարանի ջերմաստիճանը (Tf), դաշտի ինտենսիվությունը (E) և հոսանքը (J): Գծապատկեր 3C ցույց է տալիս յուրաքանչյուր պարամետրի տատանումների միտումը ավանդական FS գործընթացում: Այս ռեժիմում նյութի վրա կիրառվում է կայուն էլեկտրական դաշտ, և վառարանի ջերմաստիճանը բարձրանում է հաստատուն արագությամբ: Երբ վառարանի ջերմաստիճանը ցածր է, նյութի դիմադրողականությունը բարձր է, իսկ նյութի միջով հոսող հոսանքը փոքր է: Վառարանի ջերմաստիճանի բարձրացմամբ նմուշի դիմադրողականությունը նվազում է, իսկ հոսանքը աստիճանաբար մեծանում է: Այս փուլը կոչվում է ինկուբացիոն փուլ և համակարգը վերահսկվում է լարման միջոցով: Երբ վառարանի ջերմաստիճանը բարձրանում է մինչև կրիտիկական ջերմաստիճանը, նյութի դիմադրողականությունը հանկարծակի նվազում է, հոսանքը կտրուկ բարձրանում է, և առաջանում է FS: Քանի որ դաշտի ուժն այս պահին դեռ կայուն է, համակարգի հզորությունը (W = EJ) արագ կհասնի սնուցման սնուցման սահմանաչափին, և համակարգը լարման կառավարումից կփոխվի ընթացիկ կառավարման, որը կոչվում է FS փուլ: Երբ նյութի դիմադրողականությունը չի բարձրանում, դաշտի ուժը նորից կայունանում է, և սինթրինգը մտնում է կայուն փուլ, այսինքն՝ FS-ի մեկուսացման փուլ։ Մեկուսացման փուլից հետո ավարտվում է FS-ի ամբողջական գործընթացը:

Ավանդական սինթրինգի հետ համեմատած, FS-ն ունի հետևյալ առավելությունները՝ կրճատում է սինթրման ժամանակը և նվազեցնում վառարանի ջերմաստիճանը, որը պահանջվում է սինթրման համար, արգելակում է հացահատիկի աճը, կարող է հասնել ոչ հավասարակշռված սինթրինգի, պարզ սարքավորումների, ցածր գնի: