焼結、特に液相焼結では、粒子の結合を促進するためにバインダーが使用される。
バインダーは、多くの場合、低融点材料であり、粒子間に広がる液相として作用し、再配列を促進し、ネックの形成と緻密化を促進する。
一般的な例としては、炭化タングステン粒子を一緒に焼結する超硬合金の製造において、コバルトベースのバインダーが使用されている。
焼結におけるバインダーについて知っておくべき4つの重要な側面
1.焼結における結合剤の役割
液相焼結では、バインダーが焼結プロセスに導入される液相として機能する。
この液相は、緻密化に必要な焼結温度を下げるため、非常に重要です。
これは、粒子がより自由に移動し、粒子間の強固な結合の形成に不可欠な、より緊密に接触することを可能にする媒体として作用することによって行われる。
2.使用されるバインダーの種類
バインダーの選択は、焼結される材料と最終製品の特定の要件に依存する。
例えば、超硬合金の場合、コバルトはタングステンカーバイド粒子と濡れ結合する能力があるため、バインダーとして使用される。
コバルトは炭化タングステンよりも低い温度で溶けるため、炭化物粒子を溶融させることなく焼結プロセスを促進するため、この組み合わせは特に効果的である。
3.液相焼結のプロセス
液相焼結では、バインダー材料が液体になるまで加熱される。
この液体が主材料の固体粒子の間に広がり、隙間を埋めて、冷却固化する際に結合の形成を促進する。
この液相の存在は不純物の除去にも役立ち、複雑な組成の材料の焼結を可能にする。
4.脱バインダー工程
焼結プロセスの後、特に有機物で最終製品や炉を汚染する可能性がある場合は、残った結合材を除去する必要があるかもしれません。
脱バインダーは、熱処理や溶剤を使用してバインダーを分解・除去する。
このステップは、焼結製品の純度と完全性を確保するために極めて重要である。
要約すると、焼結、特に液相焼結で使用されるバインダーは、粒子の緻密化と結合において重要な役割を果たす。
バインダーは促進剤として働き、焼結温度の低下を可能にし、粒子間の強固な結合の形成を促進する。
バインダーの選択とその後の脱バインダー工程は、焼結プロセスの特定の材料と要件に合わせて調整されます。
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