Ca parte importantă a materialelor de inginerie și a materialelor funcționale, materialele ceramice avansate au perspective largi de aplicare în energie nouă, electronică de comunicații, semiconductori, aerospațiu și alte domenii industriale. Cu toate acestea, deoarece pulberea ceramică este în mare parte o legătură ionică sau un compus de legătură covalentă, procesul tradițional de sinterizare pentru a preparamateriale ceramicenecesită o temperatură de sinterizare mai mare și un timp de păstrare mai lung, ceea ce duce inevitabil la îngroșarea cerealelor și la reziduuri de porozitate și apoi afectează proprietățileturnare prin injecție ceramică. Pentru a reducesinterizarea metalelortemperatura, scurtează timpul de sinterizare, îmbunătățește densitatea de sinterizare și proprietățile materialului, cercetătorii au dezvoltat o varietate de noi tehnologii de sinterizare.
Sinterizare cu plasmă cu scânteie (SPS)
Tehnologia SPS este un nou tip de tehnologie de sinterizare rapidă care a fost preocupată și studiată pe scară largă în lumea academică. SMOCHIN. 1 arată principiul său de funcționare.
Tehnologia SPS a fost pionier în introducerea unui curent de impuls continuu înproces de sinterizare. Indentatorul acționează ca un purtător pentru trecerea curentului în timp ce aplică presiune asupra materialului. Spre deosebire de tehnicile tradiționale de sinterizare, care utilizează de obicei încălzirea radiantă a unui corp de încălzire, SPS utilizează efectul termic al unui curent electric mare care trece printr-o matriță sau o probă conducătoare pentru a încălzi materialul. Pentru probele izolatoare, grafitul cu conductivitate electrică bună este de obicei utilizat ca material de matriță, iar căldura de rezistență a matriței este utilizată pentru a face proba să se ridice rapid. Pentru probele conductoare, o matriță izolatoare poate fi utilizată pentru a încălzi un curent direct prin eșantion. Rata de încălzire poate ajunge la 1000 ℃ / min. Când temperatura probei atinge valoarea setată, sinterizarea poate fi finalizată după un timp scurt de conservare a căldurii.
Tehnologia SPS are avantajele unei temperaturi scăzute de sinterizare, timp scurt de menținere, viteză de încălzire rapidă, presiune de sinterizare reglabilă și cuplare multi-câmp (electric-mecanic-termic).
Sinterizare flash (FS)
Tehnologia FS a fost raportată pentru prima dată în 2010 de Cologna și colab. de la Universitatea din Colorado, pe baza studiului tehnologiei de sinterizare a pulberii metalice asistate pe teren (FAST)
Tehnologia FS implică în principal trei parametri de proces, și anume temperatura cuptorului (Tf), intensitatea câmpului (E) și curentul (J). Figura 3C arată tendința de variație a fiecărui parametru în procesul tradițional FS. În acest mod, materialului este aplicat un câmp electric constant, iar temperatura cuptorului crește cu o rată constantă. Când temperatura cuptorului este scăzută, rezistivitatea materialului este mare, iar curentul care curge prin material este mic. Odată cu creșterea temperaturii cuptorului, rezistivitatea probei scade și curentul crește treptat. Această etapă se numește etapa de incubare și sistemul este controlat de tensiune. Când temperatura cuptorului crește la temperatura critică, rezistivitatea materialului scade brusc, curentul crește brusc și apare FS. Deoarece intensitatea câmpului este încă stabilă în acest moment, puterea sistemului (W = EJ) va atinge rapid limita de putere a sursei de alimentare, iar sistemul se va schimba de la controlul tensiunii la controlul curentului, care se numește etapă FS. Când rezistivitatea materialului nu crește, puterea câmpului se stabilizează din nou, iar sinterizarea intră în stadiul stabil, adică în stadiul de izolație a FS. După etapa de izolare, se încheie un proces FS complet.
În comparație cu sinterizarea tradițională, FS are următoarele avantaje: scurtează timpul de sinterizare și reduce temperatura cuptorului necesară pentru sinterizare, inhibă creșterea cerealelor, poate realiza sinterizarea neechilibrată, echipament simplu, cost redus.
Ora postării: 07-jun-2022