Pokročilé keramické materiály jako důležitá součást inženýrských materiálů a funkčních materiálů mají široké uplatnění v nové energetice, komunikační elektronice, polovodičích, letectví a dalších průmyslových oborech. Nicméně, protože keramický prášek je většinou iontovou vazbou nebo kovalentní vazbou sloučeninou, tradiční proces slinování připravuje hustýkeramické materiályvyžaduje vyšší teplotu slinování a delší dobu zdržení, což nevyhnutelně vede k hrubnutí zrna a zbytkům poréznosti a následně ovlivňuje vlastnostikeramické vstřikování. Za účelem sníženíspékání kovůteplotu, zkrátit dobu slinování, zlepšit hustotu slinování a vlastnosti materiálu, výzkumníci vyvinuli řadu nových technologií slinování.
Jiskrové plazmové slinování (SPS)
Technologie SPS je novým typem technologie rychlého slinování, která je v akademickém světě široce znepokojena a studována. OBR. 1 ukazuje princip jeho činnosti.
Technologie SPS byla průkopníkem zavádění stejnosměrného pulzního proudu do sítěproces slinování. Indentor funguje jako nosič pro průchod proudu při působení tlaku na materiál. Na rozdíl od tradičních slinovacích technik, které typicky využívají sálavý ohřev topného tělesa, SPS využívá k ohřevu materiálu tepelný efekt velkého elektrického proudu procházejícího formou nebo vodivým vzorkem. Pro izolační vzorky se jako materiál formy obvykle používá grafit s dobrou elektrickou vodivostí a k rychlému vzestupu vzorku se využívá odporové teplo formy. U vodivých vzorků lze použít izolační formu k ohřevu proudu přímo skrz vzorek. Rychlost ohřevu může dosáhnout 1000 ℃ / min. Když teplota vzorku dosáhne nastavené hodnoty, může být slinování dokončeno po krátké době tepelné konzervace.
Technologie SPS má výhody nízké spékací teploty, krátké výdrže, vysoké rychlosti ohřevu, nastavitelného spékacího tlaku a multipolní vazby (elektricko-mechanicko-tepelné).
Flash slinování (FS)
Technologie FS byla poprvé popsána v roce 2010 Colognou a kol. z University of Colorado na základě studie technologie slinování kovových prášků za pomoci pole (FAST)
Technologie FS zahrnuje především tři parametry procesu, a to teplotu pece (Tf), intenzitu pole (E) a proud (J). Obrázek 3C ukazuje trend variace každého parametru v tradičním procesu FS. V tomto režimu je na materiál aplikováno stálé elektrické pole a teplota pece roste konstantní rychlostí. Když je teplota pece nízká, odpor materiálu je vysoký a proud protékající materiálem je malý. S rostoucí teplotou pece se měrný odpor vzorku snižuje a proud se postupně zvyšuje. Tato fáze se nazývá inkubační fáze a systém je řízen napětím. Když teplota pece stoupne na kritickou teplotu, odpor materiálu náhle klesne, proud prudce vzroste a dojde k FS. Protože intenzita pole je v tuto chvíli stále stabilní, výkon systému (W = EJ) rychle dosáhne limitu výkonu napájecího zdroje a systém se změní z řízení napětí na řízení proudu, které se nazývá FS stupeň. Když měrný odpor materiálu nestoupá, intenzita pole se opět stabilizuje a slinování přechází do stabilního stádia, tedy do izolačního stádia FS. Po fázi izolace končí kompletní proces FS.
Ve srovnání s tradičním slinováním má FS následující výhody: zkracuje dobu slinování a snižuje teplotu pece potřebnou pro slinování, inhibuje růst zrn, může dosáhnout nerovnovážného slinování, jednoduché vybavení, nízké náklady.
Čas odeslání: 07.06.2022