高温焼結は、高温での原子拡散によって粉末材料を緻密化するために用いられる方法である。
一般的に、タングステンやモリブデンのような耐火性金属のような融点の高い材料に採用される。
焼結プロセスでは、粉末材料を金型に入れたり、一時的なバインダーで高圧圧縮したりする。
その後、材料の融点以下の温度に加熱される。
高温焼結中、粉末材料の粒子間で原子の拡散が起こる。
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、固形物を作る。
このプロセスは、圧縮された粉末中の潤滑剤を除去し、粉末表面の酸素を減少させ、粒子間の焼結ネックを発達させるのに役立つ。
気孔が減少し、強度が増す。
また、ニッケル、銅、グラファイトなど、混合物中の他の元素を部分的または完全に拡散させ、最終製品の特性を向上させることができる。
焼結が高温とみなされるには、特定の金属の 標準焼結温度より約100～250°F高い温度で 起こる。
鉄-重金属の典型的な温度は2050°Fである。
高温焼結は従来の焼結より高価であるが、これはメーカーの設備にさらなる「力」が必要だからである。
拡散接合としても知られる固体焼結は、高温焼結の中で広く使われている方法である。
このプロセスでは、粉末材料は融点以下の高温にさらされる。
温度が上昇すると、隣接する粒子間で原子の拡散が起こり、ネックの形成と結合が促進される。
これが緻密化と固体塊の形成につながる。
固体焼結は、特に材料の化学組成と純度を保つことが重要な場合、セラミックスや金属粉末の製造に一般的に採用されている。
高温焼結のもう一つの方法は、熱間プレス焼結である。
このプロセスでは、熱エネルギーと機械エネルギーの両方を使用して製品を緻密化する。
通常の加圧焼結に比べて焼結温度を低くできるため、緻密化が速く、完全に緻密で微細な製品を製造できる。
真空ホットプレス焼結は、高真空度を維持することでプロセスをさらに改善し、焼結温度を効果的に低下させ、微細孔からガスを除去して緻密化プロセスを促進します。
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