焼結時間には大きなばらつきがあり、数ミリ秒から24時間以上にも及ぶ。
このばらつきは、使用される材料、採用される技術、焼結プロセスの特定の条件など、いくつかの要因に依存する。
考慮すべき7つの主要要因
1.材料特性
焼結時間は原子の移動度の影響を受ける。
また、材料の自己拡散係数、溶融温度、熱伝導率にも影響される。
原子の移動度が高い材料や熱伝導率が高い材料は、一般的に焼結が早い。
2.技術と条件
焼結技術によって焼結時間は異なる。
フィールド・アシスト技術は焼結時間を短縮できる。
選択的レーザー焼結や従来のオーブンプロセスでは、焼結時間が長くなる。
焼結中に液相が存在すると、プロセスを加速することもできる。
しかし、これは密度の低下と残留気孔率につながる可能性がある。
3.プロセスパラメーター
成形体の初期気孔率、焼結温度、時間は、焼結中の気孔率の減少を決定する上で極めて重要である。
一般に、温度が高く、時間が長いほど、焼結の結果が良くなる。
これは、固体拡散が主なメカニズムである純酸化物セラミックスの場合に特に当てはまります。
4.圧力の適用
焼結中に圧力を加えることは、焼結時間を短縮するだけでなく、結果として生じる気孔率を減少させます。
これは、トンネルキルンや周期炉で行われるようなプロセスで特に効果的である。
これらのプロセスでは、焼結段階が綿密に制御される。
5.炉の種類と加熱方法
使用する炉の種類（トンネルキルンや周期炉な ど）や加熱方法（セラミック素子やマイクロ波など） も焼結時間に影響する。
例えば、小型炉の場合、急速な加熱と冷却が可能なため、焼結サイクルを90分程度で完了させることができる。
6.材料特性
焼結時間は原子の移動度の影響を受ける。
また、材料の自己拡散係数、溶融温度、熱伝導率にも影響される。
原子の移動度が高い材料や熱伝導率が高い材料は、一般的に焼結が速い。
7.技術と条件
焼結技術によって焼結時間は異なる。
フィールド・アシスト技術は、焼結時間を短縮できる。
選択的レーザー焼結や従来のオーブンプロセスでは、焼結時間が長くなる。
焼結中に液相が存在すると、プロセスが加速される。
しかし、これは密度の低下と残留気孔率につながる可能性があります。
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