焼結温度は、主に緻密化プロセスと結晶構造の変態に影響することで、材料の硬度に大きく影響する。焼結温度が高いほど、粒子の結合がよくなり、気孔率が減少するため、一般に硬度が高くなる。
緻密化と粒子結合：
焼結中、温度は原子の移動に重要な役割を果たし、原子は粒子の境界を横切って拡散し、粒子同士を融合させる。このプロセスは緻密化と呼ばれ、気孔率が減少し、材料の密度が増加します。焼結温度が上昇すると、原子の拡散速度が加速し、粒子の結合がより効果的に促進され、より緻密で硬い材料になる。例えば、ジルコニアの焼結では、温度が1,100℃から1,200℃に上昇すると、材料は単斜晶から多方晶へと結晶状態が変化し、硬度と強度が著しく向上する。結晶構造の変化
焼結温度は材料の結晶構造の変化にも影響し、機械的特性に直接影響する。例えば、ジルコニアは高温で単斜晶構造から多方晶構造へ転移し、硬度と強度が向上する。同様に、窒化ケイ素では、α-SI3N4からβ-SI3N4への変態が焼結プロセスの影響を受け、硬度に影響を与える。焼結時間と温度が最適化されると、材料の硬度は最大化されます。1段階焼結プロセスと2段階焼結プロセスの比較に見られるように、後者の方が焼結条件の制御がしやすいため、より高い硬度が得られます。
焼結条件の影響：
