Som en viktig del av tekniska material och funktionella material har avancerade keramiska material breda tillämpningsmöjligheter inom ny energi, kommunikationselektronik, halvledare, flyg och andra industriella områden. Men eftersom keramiskt pulver mestadels är jonbindning eller kovalent bindningsförening, är den traditionella sintringsprocessen för att förbereda tätkeramiska materialkräver högre sintringstemperatur och längre hålltid, vilket oundvikligen leder till kornförgrovning och porositetsrester, och sedan påverkar egenskaperna hoskeramisk formsprutning. För att minskametallsintringtemperatur, förkorta sintringstiden, förbättra sintringsdensiteten och materialegenskaperna, har forskare utvecklat en mängd nya sintringstekniker.
Spark plasma sintring (SPS)
SPS-teknologi är en ny typ av snabbsintringsteknologi som har varit mycket oroad och studerad i den akademiska världen. FIKON. 1 visar dess arbetsprincip.
SPS-tekniken banade väg för införandet av en likströmspulsström isintringsprocess. Intryckaren fungerar som en bärare för strömmen att passera genom samtidigt som det applicerar tryck på materialet. Till skillnad från traditionella sintringstekniker, som vanligtvis använder strålningsuppvärmning av en värmekropp, använder SPS den termiska effekten av en stor elektrisk ström som passerar genom en form eller ett ledande prov för att värma materialet. För isoleringsprover används vanligtvis grafit med god elektrisk ledningsförmåga som formmaterial, och formens motståndsvärme används för att få provet att stiga snabbt. För ledande prover kan en isolerande form användas för att värma en ström direkt genom provet. Uppvärmningshastigheten kan nå 1000 ℃ / min. När provets temperatur når det inställda värdet kan sintringen slutföras efter en kort tids värmekonservering.
SPS-tekniken har fördelarna med låg sintringstemperatur, kort hålltid, snabb uppvärmningshastighet, justerbart sintringstryck och flerfältskoppling (elektrisk-mekanisk-termisk).
Flash sintring (FS)
FS-teknik rapporterades första gången 2010 av Cologna et al från University of Colorado, baserat på studien av fältassisterad metallpulversintringsteknologi (FAST)
FS-tekniken involverar huvudsakligen tre processparametrar, nämligen ugnstemperatur (Tf), fältintensitet (E) och ström (J). Figur 3C visar variationstrenden för varje parameter i den traditionella FS-processen. I detta läge appliceras ett konstant elektriskt fält på materialet och ugnstemperaturen stiger med konstant hastighet. När ugnstemperaturen är låg är materialets resistivitet hög och strömmen som flyter genom materialet är liten. Med ökningen av ugnstemperaturen minskar provets resistivitet och strömmen ökar gradvis. Detta steg kallas inkubationssteget och systemet är spänningsstyrt. När ugnstemperaturen stiger till den kritiska temperaturen sjunker materialresistiviteten plötsligt, strömmen stiger kraftigt och FS uppstår. Eftersom fältstyrkan fortfarande är stabil vid denna tidpunkt kommer systemeffekten (W = EJ) snabbt att nå effektgränsen för strömförsörjningen, och systemet kommer att övergå från spänningsstyrning till strömstyrning, vilket kallas FS-steg. När materialets resistivitet inte stiger, stabiliseras fältstyrkan igen, och sintring går in i det stabila stadiet, det vill säga isoleringssteget för FS. Efter isoleringssteget avslutas en komplett FS-process.
Jämfört med traditionell sintring har FS följande fördelar: förkorta sintringstiden och minska ugnstemperaturen som krävs för sintring, inhibera korntillväxt, kan uppnå icke-jämviktssintring, enkel utrustning, låg kostnad.
Posttid: 2022-07-07