通電焼結は、電流を利用して粉末の焼結を早めるプロセスである。
この方法により、生産時間が大幅に短縮され、理論密度に近い密度を得ることができます。
バインダーやプリプレスも不要です。
加圧下で粉末を直接目的の形状に焼結することができる。
通電焼結のまとめ：4つの主な利点と技術
通電焼結（ECAS）技術は、粉末材料の焼結プロセスを加速するために電流を使用する。
この技術は、焼結に必要な時間を15分から数マイクロ秒へと劇的に短縮する。
長時間の加熱炉も必要ない。
このプロセスは、焼結材料において理論密度に近い密度を達成することを可能にする。
しかし、単純な形状の製造に限定される。
ECASはバインダーを必要としない。
粉末は、最終的な部品形状に合わせて設計された金型に直接焼結される。
このため、非等方性焼結や高温重力効果に起因する形状のばらつきや歪みを避けることができる。
1.生産時間の短縮
従来の焼結工程は時間がかかり、数時間から数日を要することも少なくありませんでした。
これに対してECAS技術は、数分から数マイクロ秒というわずかな時間で焼結プロセスを完了することができる。
これは、粉末材料を急速に加熱して圧縮する電流を直接印加するためである。
2.バインダー不要
従来の焼結法では、焼結前に粉末粒子を結合させるためのバインダーを必要とすることが多い。
ECASでは、電流が熱と圧力の両方を提供し、粒子を直接融合させるため、結合剤を追加する必要がありません。
3.最終形状への直接焼結
ECASでは、部品の最終形状に合わせて金型を設計する。
粉末はこの金型に入れられ、電流と圧力が加えられ、キャビティに充填されながら焼結される。
この直接成形法は、不均一な加熱や高温での重力の影響により、従来の焼結で起こりうる形状のばらつきや歪みのリスクを低減する。
4.ECAS内の技術
ECAS技術の代表的な例として、スパークプラズマ焼結（SPS）と電気焼結鍛造（ESF）がある。
SPSは電界と圧力を利用して材料の緻密化を促進し、焼結温度の低下と処理時間の短縮を可能にする。
コンデンサー放電焼結から派生したESFは、金属マトリックス複合材料の製造に使用され、非常に短い焼結時間が特徴である。
利点と応用
ECASには、緻密化の改善、結晶粒成長の低減、焼結材料の微細構造と特性の制御強化など、いくつかの利点がある。
これらの利点により、ECASは高融点、複雑な組成、または焼結性が制限された材料に特に適している。
ECASの用途は、先端セラミック、機能性材料、複合材料の製造を含む様々な分野に及んでいる。
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