Como parte importante dos materiais de engenharia e materiais funcionais, os materiais cerâmicos avançados têm amplas perspectivas de aplicação em novas energias, eletrônica de comunicação, semicondutores, aeroespacial e outros campos industriais. No entanto, como o pó cerâmico é composto principalmente por ligações iônicas ou covalentes, o processo tradicional de sinterização para preparar materiais densos materiais cerâmicos requer maior temperatura de sinterização e maior tempo de retenção, o que inevitavelmente leva ao engrossamento do grão e resíduos de porosidade, e então afeta as propriedades de moldagem por injeção de cerâmica. Para reduzir sinterização de metais temperatura, encurtar o tempo de sinterização, melhorar a densidade de sinterização e as propriedades do material, os pesquisadores desenvolveram uma variedade de novas tecnologias de sinterização.
Sinterização por plasma de faísca (SPS)
A tecnologia SPS é um novo tipo de tecnologia de sinterização rápida que tem sido amplamente estudada e estudada no mundo acadêmico. A FIG. 1 mostra seu princípio de funcionamento.
A tecnologia SPS foi pioneira na introdução de uma corrente de pulso CC no processo de sinterizaçãoO indentador atua como um transportador para a corrente passar enquanto aplica pressão ao material. Ao contrário das técnicas tradicionais de sinterização, que normalmente utilizam o aquecimento radiante de um corpo de aquecimento, o SPS utiliza o efeito térmico de uma grande corrente elétrica que passa por um molde ou amostra condutora para aquecer o material. Para amostras isolantes, grafite com boa condutividade elétrica é geralmente usado como material de molde, e o calor de resistência do molde é usado para fazer a amostra subir rapidamente. Para amostras condutoras, um molde isolante pode ser usado para aquecer uma corrente diretamente através da amostra. A taxa de aquecimento pode atingir 1000 ℃/min. Quando a temperatura da amostra atinge o valor definido, a sinterização pode ser concluída após um curto período de preservação do calor.
A tecnologia SPS tem as vantagens de baixa temperatura de sinterização, curto tempo de espera, rápida taxa de aquecimento, pressão de sinterização ajustável e acoplamento multicampo (elétrico-mecânico-térmico).
Sinterização instantânea (FS)
A tecnologia FS foi relatada pela primeira vez em 2010 por Cologna et al da Universidade do Colorado, com base no estudo da tecnologia de sinterização de pó metálico assistida em campo (FAST)
A tecnologia FS envolve principalmente três parâmetros de processo, a saber, temperatura do forno (Tf), intensidade de campo (E) e corrente (J). A Figura 3C mostra a tendência de variação de cada parâmetro no processo FS tradicional. Neste modo, um campo elétrico constante é aplicado ao material e a temperatura do forno aumenta a uma taxa constante. Quando a temperatura do forno é baixa, a resistividade do material é alta e a corrente que flui através do material é pequena. Com o aumento da temperatura do forno, a resistividade da amostra diminui e a corrente aumenta gradualmente. Este estágio é chamado de estágio de incubação e o sistema é controlado por tensão. Quando a temperatura do forno sobe para a temperatura crítica, a resistividade do material cai repentinamente, a corrente sobe bruscamente e ocorre FS. Como a intensidade do campo ainda é estável neste momento, a potência do sistema (W = EJ) atingirá rapidamente o limite de potência da fonte de alimentação, e o sistema mudará do controle de tensão para o controle de corrente, que é chamado de estágio FS. Quando a resistividade do material não aumenta, a intensidade do campo se estabiliza novamente e a sinterização entra no estágio estável, ou seja, o estágio de isolamento do FS. Após o estágio de isolamento, um processo completo de FS termina.
Comparado com a sinterização tradicional, o FS tem as seguintes vantagens: encurta o tempo de sinterização e reduz a temperatura do forno necessária para a sinterização, inibe o crescimento de grãos, pode atingir sinterização fora do equilíbrio, equipamento simples e baixo custo.
Horário da postagem: 07/06/2022