焼結プロセスで使用される材料には、主に原料粉末が含まれる。原料粉末は圧縮された後、融点以下の温度で焼結され、固体塊を形成する。バインダー、潤滑剤、場合によっては液相などの追加材料も、焼結プロセスを促進し、最終製品の特性を向上させるために使用される。
原料粉末： 焼結の主要材料は原料粉末で、目的とする最終製品に応じて様々な金属やセラミックから構成されます。この粉末は、一貫した焼結結果を保証するために、慎重に選択され準備されます。粉末は通常、焼結中の結合を良くするために表面積を大きくするために細かくされる。
結合剤と潤滑剤： これらは原料粉末に添加され、成形と圧縮の段階を助ける。結合剤は最初の成形の際に粉末粒子をつなぎとめ、潤滑剤は粒子の移動を促進し、成形時の摩擦を軽減する。これらの添加剤は、後に脱脂またはバーンオフと呼ばれる工程で除去される。バーンオフでは、加熱によってこれらの有機化合物を排出する。
液相： 一部の焼結プロセス、特に液相焼結では、焼結温度で液相を形成する追加材料が使用される。これらの材料は、溶融すると圧粉体の気孔や亀裂に流れ込み、粒子間の結合を強化し、最終製品の密度と強度を向上させる。例えば、鉄と銅の混合物における銅や、特定のセラミック焼結プロセスにおける超硬合金などがある。
梱包材： 焼結プロセス中に成形体を埋め込み、保護するために使用される。成形体の形状と完全性を維持し、加熱中の変形や汚染を防ぐのに役立つ。
その他の添加剤： 焼結プロセスの特定の要件に応じて、ニッケル、銅、グラファイトなどの他の元素が混合物に加えられる場合があります。これらの添加物は、焼結中に部分的または全体的に材料中に拡散し、最終製品の機械的・化学的特性を向上させます。
要約すると、焼結プロセスには様々な材料が複雑に絡み合い、それぞれが原料粉末を緻密で強度のある有用な固体材料に変えるという特定の目的を果たす。これらの材料の選択と使用は、焼結製品の所望の特性を達成するために非常に重要です。
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