焼結は、粉末材料を固体、高密度、高強度の部品に変えるプロセスです。
焼結の4つの主要段階を理解する
1.粉末合成
セラミックまたは金属粉末を水、凝集除去剤、バインダー、その他の添加剤と混合してスラリーを作る初期段階です。
このスラリーを噴霧乾燥して、成形に適した粉末にします。
粉末の組成は、強度、硬度、熱伝導率など、焼結部品の最終的な特性を決定するため、非常に重要である。
2.粉末成形
調製された粉末は、冷間または熱間金型プレスのような機械的方法を用いて所望の形状に成形される。
この工程により、「グリーン」部品ができあがります。
成形は、厳しい公差を達成し、その後の乾燥・焼結工程での収縮を最小限に抑えるために不可欠です。
3.焼結工程
成形されたグリーン部品は、3つの主要段階を含む焼結プロセスにかけられます：
初期段階
グリーン部品は炉の中で融点以下の温度に加熱される。
この加熱によって結晶構造が形成され、粒子間の拡散やネック形成などのメカニズムによって粒子の結合が促進される。
この段階は完全な成形には至らないが、材料をさらに緻密化するための準備となる。
中間工程
温度が上昇するにつれて、粒子の結合と緻密化が進みます。
この段階は、粒子の著しい再配列と粒子間のネックの成長を特徴とし、材料の強度と密度の増加につながる。
最終段階
焼結部品は、制御された条件下で冷却され、構造を固化させ、機械的完全性を確保します。
この冷却工程は、焼結部品の最終的な特性に影響を与えるため、非常に重要です。
焼結プロセスの強化
これらの段階を経て、焼結プロセスは、材料や最終製品の望ましい特性に応じて、外圧を加えたり、固相焼結、液相焼結、粘性焼結などのさまざまな焼結方法を使用したりすることで強化することができます。
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