Као важан део инжењерских материјала и функционалних материјала, напредни керамички материјали имају широку перспективу примене у новој енергији, комуникационој електроници, полупроводницима, ваздухопловству и другим индустријским областима. Међутим, пошто је керамички прах углавном јонска или ковалентна веза, традиционални процес синтеровања за припрему густогкерамичких материјалазахтева вишу температуру синтеровања и дуже време држања, што неминовно доводи до грубости зрна и остатка порозности, а затим утиче на својствабризгање керамике. У циљу смањењасинтеровање металатемпературе, скратити време синтеровања, побољшати густину синтеровања и својства материјала, истраживачи су развили низ нових технологија синтеровања.
Спарк плазма синтеровање (СПС)
СПС технологија је нова врста технологије брзог синтеровања која је широко забринута и проучавана у академском свету. Фиг. 1 показује његов принцип рада.
СПС технологија је пионир у увођењу једносмерне импулсне струје упроцес синтеровања. Индентер делује као носилац струје кроз који врши притисак на материјал. За разлику од традиционалних техника синтеровања, које обично користе зрачење грејног тела, СПС користи топлотни ефекат велике електричне струје која пролази кроз калуп или проводни узорак за загревање материјала. За изолационе узорке, графит са добром електричном проводљивошћу се обично користи као материјал калупа, а отпорна топлота калупа се користи да се узорак брзо подигне. За проводне узорке, изолациони калуп се може користити за загревање струје директно кроз узорак. Брзина загревања може да достигне 1000 ℃ / мин. Када температура узорка достигне подешену вредност, синтеровање се може завршити након кратког времена очувања топлоте.
СПС технологија има предности ниске температуре синтеровања, кратког времена држања, велике брзине загревања, подесивог притиска синтеровања и спреге у више поља (електрично-механичко-термички).
Фласх синтеровање (ФС)
ФС технологију су први пут пријавили 2010. године Цологна и остали са Универзитета Колорадо, на основу студије технологије синтеровања металног праха (ФАСТ) на терену.
ФС технологија углавном укључује три параметра процеса, односно температуру пећи (Тф), интензитет поља (Е) и струју (Ј). Слика 3Ц приказује тренд варијације сваког параметра у традиционалном ФС процесу. У овом режиму, стабилно електрично поље се примењује на материјал и температура пећи расте константном брзином. Када је температура пећи ниска, отпорност материјала је висока и струја која тече кроз материјал је мала. Са повећањем температуре пећи, отпор узорка опада и струја се постепено повећава. Ова фаза се зове фаза инкубације и систем се контролише напоном. Када температура пећи порасте до критичне температуре, отпор материјала нагло опада, струја нагло расте и настаје ФС. Пошто је јачина поља у овом тренутку још увек стабилна, снага система (В = ЕЈ) ће брзо достићи границу снаге напајања, а систем ће се променити са контроле напона на контролу струје, што се назива ФС степен. Када отпорност материјала не порасте, јачина поља се поново стабилизује, а синтеровање улази у стабилну фазу, односно фазу изолације ФС. Након фазе изолације завршава се комплетан ФС процес.
У поређењу са традиционалним синтеровањем, ФС има следеће предности: скраћује време синтеровања и смањује температуру пећи потребну за синтеровање, инхибира раст зрна, може постићи неравнотежно синтеровање, једноставна опрема, ниска цена.
Време поста: 07.06.2022