세라믹 사출 성형 냉간 소결(CS)

기본 프로세스 세라믹 사출 성형 CS 기술은 세라믹 분말에 소량의 수용액을 첨가하여 입자를 적시고, 분말 표면 물질이 용액 속에서 분해되어 부분적으로 용해되어 입자-입자 계면 사이에 액상을 생성하는 기술입니다. 적신 분말을 금형에 넣고 금형을 가열하면서 동시에 큰 압력을 가합니다. 일정 시간 동안 압력을 유지하면 치밀한 세라믹 재료를 제조할 수 있습니다. 이 과정에서 세라믹 재료의 미세 구조가 형성됩니다. 세라믹 소재 그림에서 보듯이 진화합니다.

CS 공정에는 많은 체계적인 영향 요인이 있지만, 이 기술에서 사용하는 장비는 비교적 간단합니다. 세라믹 CS 장비는 주로 일반 프레스, 프레스 상단과 하단에 설치된 두 개의 가열판, 그리고 분말을 가열하기 위해 금형 주위에 감쌀 수 있는 전자 제어 가열 재킷으로 구성됩니다.

세라믹 사출 성형을 위한 진동 압력 소결 CIM(OPS)

기존의 다양한 가압 소결 기술은 정압을 사용합니다. 정압을 도입하면 소결 공정 기공을 제거하고 세라믹의 밀도를 향상시키는 데 도움이 되지만, 특수 세라믹을 완전히 이온화하고 공유 결합하는 것은 어렵습니다. 재료 내부의 기공을 제거하는 것은 초고강도, 고인성, 고경도 및 고신뢰성 재료를 원하는 대로 제조하는 데 여전히 한계가 있습니다.
HP 정압소결의 한계에 대한 주요 이유는 다음 3가지 측면에서 반영됩니다.

• ① 소결 시작 전 및 소결 초기 단계에서는 일정한 압력으로는 금형 내에서 분말의 입자 재배열을 충분히 실현할 수 없어 높은 충전 밀도를 얻을 수 없습니다.
• ② 소결 중기, 후기 단계에서는 소성 유동과 응집물 제거가 여전히 제한적이며, 재료의 완전한 균일한 치밀화를 달성하기 어렵다.
• ③ 소결 후반 단계에서는 일정한 압력으로 잔류 기공을 완전히 제거하는 것이 어렵습니다.

이를 위해 저자의 연구진은 분말 소결 공정에서 기존의 일정한 정압을 대체하는 동적 진동 압력을 도입하는 새로운 설계 아이디어를 제안하고, 세계 최초의 OPS 기술 및 장비 개발을 선도했습니다. 비교적 큰 정압의 작용 하에 주파수와 진폭을 조절할 수 있는 진동 압력이 중첩되어 기존 소결에서 적용되는 "무력"을 "활력"으로 전환합니다. 진동 압력 커플링 장치와 원리의 개략도는 그림에 나와 있습니다.

새로운 OPS 기술은 이론 밀도에 가까운(이론 밀도의 99.9% 이상) 밀도와 결함이 적고 초미세 입자 미세 구조를 갖춘 재료를 제조하는 데 고유한 장점이 있습니다. 또한 신뢰성이 높아 새로운 접근 방식을 제시합니다.