Sebagai bagian penting dari material teknik dan material fungsional, material keramik canggih memiliki prospek aplikasi yang luas dalam energi baru, elektronika komunikasi, semikonduktor, kedirgantaraan, dan bidang industri lainnya. Namun, karena bubuk keramik sebagian besar merupakan senyawa ikatan ionik atau kovalen, proses sintering tradisional untuk menghasilkan material padat bahan keramik memerlukan suhu sintering yang lebih tinggi dan waktu penahanan yang lebih lama, yang pasti akan menyebabkan butiran menjadi kasar dan residu porositas, dan kemudian mempengaruhi sifat-sifatnya. cetakan injeksi keramikUntuk mengurangi sintering logam suhu, memperpendek waktu sintering, meningkatkan kerapatan sintering dan sifat material, para peneliti telah mengembangkan berbagai teknologi sintering baru.
Sintering plasma percikan (SPS)
Teknologi SPS merupakan jenis baru teknologi sintering cepat yang telah banyak dibahas dan dipelajari di dunia akademis. Gambar 1 menunjukkan prinsip kerjanya.
Teknologi SPS memelopori pengenalan arus pulsa dc ke dalam proses sinteringIndentor bertindak sebagai pembawa arus yang melewatinya sambil memberikan tekanan pada material. Tidak seperti teknik sintering tradisional yang umumnya menggunakan pemanasan radiasi pada badan pemanas, SPS menggunakan efek termal dari arus listrik besar yang mengalir melalui cetakan atau sampel konduktif untuk memanaskan material. Untuk sampel isolasi, grafit dengan konduktivitas listrik yang baik biasanya digunakan sebagai material cetakan, dan panas resistansi cetakan digunakan untuk membuat sampel naik dengan cepat. Untuk sampel konduktif, cetakan isolasi dapat digunakan untuk memanaskan arus langsung melalui sampel. Laju pemanasan dapat mencapai 1000℃/menit. Ketika suhu sampel mencapai nilai yang ditetapkan, sintering dapat diselesaikan setelah waktu pengawetan panas yang singkat.
Teknologi SPS memiliki keunggulan suhu sintering rendah, waktu penahanan singkat, laju pemanasan cepat, tekanan sintering yang dapat disesuaikan, dan kopling multi-medan (listrik-mekanik-termal).
Sintering kilat (FS)
Teknologi FS pertama kali dilaporkan pada tahun 2010 oleh Cologna et al dari Universitas Colorado, berdasarkan studi teknologi sintering serbuk logam berbantuan lapangan (FAST)
Teknologi FS terutama melibatkan tiga parameter proses, yaitu suhu tungku (Tf), intensitas medan (E), dan arus (J). Gambar 3C menunjukkan tren variasi setiap parameter dalam proses FS tradisional. Dalam mode ini, medan listrik stabil diterapkan pada material dan suhu tungku meningkat secara konstan. Ketika suhu tungku rendah, resistivitas material tinggi dan arus yang mengalir melalui material kecil. Dengan peningkatan suhu tungku, resistivitas sampel menurun dan arus meningkat secara bertahap. Tahap ini disebut tahap inkubasi dan sistem dikontrol tegangannya. Ketika suhu tungku naik ke suhu kritis, resistivitas material turun tiba-tiba, arus meningkat tajam, dan FS terjadi. Karena kuat medan masih stabil pada saat ini, daya sistem (W = EJ) akan dengan cepat mencapai batas daya catu daya, dan sistem akan beralih dari kontrol tegangan ke kontrol arus, yang disebut tahap FS. Ketika resistivitas material tidak naik, kuat medan kembali stabil, dan sintering memasuki tahap stabil, yaitu tahap isolasi FS. Setelah tahap isolasi, proses FS lengkap berakhir.
Dibandingkan dengan sintering tradisional, FS mempunyai beberapa keuntungan sebagai berikut: memperpendek waktu sintering dan mengurangi suhu tungku yang dibutuhkan untuk sintering, menghambat pertumbuhan butir, dapat mencapai sintering non-equilibrium, peralatan sederhana, biaya rendah.
Waktu posting: 07-Jun-2022