セラミックにおける焼結とは、セラミック粉末、バインダー、その他の添加物の混合物を、緻密で強度の高いセラミック材料へと変化させる一連の工程である。
この工程は、正確な形状と望ましい機械的特性を備えた耐久性のあるセラミック物体を作るために非常に重要です。
粉末を強い材料に変えるための4ステップガイド
1.スラリーの調製
このプロセスは、セラミック粉末を水、結合剤、凝集除去剤と混合してスラリーを作ることから始まります。
スラリーは、セラミック粉末を水、バインダー（グリーン体の形状維持に役立つ）、凝集除去剤（粒子同士の凝集を防ぐ）と混合することで調製されます。
この混合により、セラミック粒子が均一に分散され、所望の形状に容易に成形できるようになります。
2.グリーンボディの形成
スラリーを噴霧乾燥して余分な水分を除去し、成形しやすい微粉末にします。
噴霧乾燥された粉末は、次に金型に入れられ、通常は加圧下で圧縮され、グリーンボディが形成される。このボディはまだ比較的弱く、多孔質である。
3.バインダーのバーンオフ
この温度は、セラミック粒子の著しい収縮や変形を引き起こすことなくバインダーを分解・除去するのに十分な温度です。
この工程は、欠陥の原因となりうる有機成分を除去することで、セラミック体を高温焼結工程に備えるため、非常に重要です。
4.焼結
グリーン体は、通常セラミック材料の融点に近いがそれ以下の高温に加熱されます。
焼結中、セラミック粒子はその表面がより近くなり、蒸気-固体界面が減少して表面エネルギーが減少するプロセスを経ます。このプロセスによって粒子同士が結合し、全体的な気孔率が減少し、材料の密度が増加します。
焼結プロセスでは、材料が高密度化するにつれて著しい収縮が生じる。ガラス相が存在する場合は、転移温度に達すると流動し、粉末構造の組み込みと気孔率の減少をさらに助けます。
専門家にご相談ください。
焼結は、セラミックにおいて重要なプロセスであり、緩い粉末を緻密で強固な材料に変えます。 最終製品が望ましい機械的特性と形状を持つように、温度と結合剤の除去を慎重に制御します。
この工程は、シンプルなタイルから複雑なエンジニアリング部品まで、幅広いセラミック製品の製造に不可欠です。
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