Com a part important dels materials d'enginyeria i materials funcionals, els materials ceràmics avançats tenen àmplies perspectives d'aplicació en noves energies, electrònica de comunicació, semiconductors, aeroespacial i altres camps industrials. Tanmateix, com que la pols ceràmica és principalment un enllaç iònic o un compost d'enllaç covalent, el procés de sinterització tradicional per prepararmaterials ceràmicsrequereix una temperatura de sinterització més alta i un temps de retenció més llarg, la qual cosa condueix inevitablement a l'engrossiment del gra i a residus de porositat, i després afecta les propietats demodelat per injecció de ceràmica. Per tal de reduirsinterització de metallstemperatura, escurça el temps de sinterització, millora la densitat de sinterització i les propietats del material, els investigadors han desenvolupat una varietat de noves tecnologies de sinterització.
Sinterització de plasma Spark (SPS)
La tecnologia SPS és un nou tipus de tecnologia de sinterització ràpida que ha estat àmpliament preocupat i estudiat al món acadèmic. FIG. 1 mostra el seu principi de funcionament.
La tecnologia SPS va ser pionera en la introducció d'un corrent d'impuls de corrent altern alprocés de sinterització. El penetrador actua com a portador del pas del corrent mentre aplica pressió al material. A diferència de les tècniques tradicionals de sinterització, que normalment utilitzen la calefacció radiant d'un cos de calefacció, SPS utilitza l'efecte tèrmic d'un gran corrent elèctric que passa per un motlle o una mostra conductora per escalfar el material. Per a mostres aïllants, normalment s'utilitza grafit amb bona conductivitat elèctrica com a material del motlle, i la calor de resistència del motlle s'utilitza per fer que la mostra pugi ràpidament. Per a mostres conductores, es pot utilitzar un motlle aïllant per escalfar un corrent directament a través de la mostra. La velocitat d'escalfament pot arribar als 1000 ℃ / min. Quan la temperatura de la mostra arriba al valor establert, la sinterització es pot completar després d'un breu temps de conservació de la calor.
La tecnologia SPS té els avantatges d'una baixa temperatura de sinterització, un temps de retenció curt, una velocitat d'escalfament ràpida, una pressió de sinterització ajustable i un acoblament multicamp (elèctric-mecànic-tèrmic).
Sinterització flaix (FS)
La tecnologia FS es va informar per primera vegada l'any 2010 per Cologna et al de la Universitat de Colorado, basada en l'estudi de la tecnologia de sinterització de pols metàl·lica assistida al camp (FAST)
La tecnologia FS implica principalment tres paràmetres de procés, a saber, la temperatura del forn (Tf), la intensitat del camp (E) i el corrent (J). La figura 3C mostra la tendència de variació de cada paràmetre en el procés tradicional FS. En aquest mode, s'aplica un camp elèctric constant al material i la temperatura del forn augmenta a una velocitat constant. Quan la temperatura del forn és baixa, la resistivitat del material és alta i el corrent que circula pel material és petit. Amb l'augment de la temperatura del forn, la resistivitat de la mostra disminueix i el corrent augmenta gradualment. Aquesta etapa s'anomena fase d'incubació i el sistema està controlat per tensió. Quan la temperatura del forn puja a la temperatura crítica, la resistivitat del material cau sobtadament, el corrent augmenta bruscament i es produeix FS. Com que la força del camp encara és estable en aquest moment, la potència del sistema (W = EJ) arribarà ràpidament al límit de potència de la font d'alimentació i el sistema canviarà del control de tensió al control de corrent, que s'anomena etapa FS. Quan la resistivitat del material no augmenta, la força del camp s'estabilitza de nou i la sinterització entra a l'etapa estable, és a dir, a l'etapa d'aïllament de FS. Després de l'etapa d'aïllament, finalitza un procés FS complet.
En comparació amb la sinterització tradicional, FS té els següents avantatges: escurça el temps de sinterització i redueix la temperatura del forn necessària per a la sinterització, inhibeix el creixement del gra, pot aconseguir una sinterització no equilibrada, equips senzills i de baix cost.
Hora de publicació: Jun-07-2022