Sinteröinti

Sinteröinti on terminen käsittely, jossa jauhemaisten aineiden puristus muotissa ja kuumennus alle aineen sulamispisteen saa hiukkasten väliset kontaktit kasvamaan diffuusion avulla. Tämä densifikaatio vähentää huokoskokonaisuuksia ja muuttaa rakeista kiinteäksi kappaleeksi, jonka tiheys ja mekaaniset ominaisuudet ovat paremmat kuin alkuperäisten rakeiden.

Prosessi voidaan toteuttaa paineettomasti (perinteinen sinteröinti) tai paineistetusti esimerkiksi hot pressingin tai hot isostatic pressingin (HIP) tavoin. Puristus voi olla ennakoinen tai samanaikainen kuumennuksen kanssa. Lämpötilat ja ympäristö riippuvat materiaalista, mutta ne ovat yleensä alle sulamispisteen; sinteröinnin aikana käytetään usein tyhjennystä, inerttiä ilmaa tai vähähappista/gasista ympäristöä. Sinteröinnin lopputulokseen vaikuttavat difuusioilmiöt, pinnan energiatasapaino sekä käytetty kasvatusolosuhde, mikä määrittää tiheyden, kovuuden ja mikrorakenteen sekä lopullisen lujuuden.

Materiaalit ja rakenteet: metalliset rakeet (esim. teräs, ruostumaton teräs, alumiini, kupari, titaani), keraamit (Al2O3, SiC, ZrO2), sementtiperusteiset materiaalit kuten WC-Co sekä erilaiset komposiitit. Sinteröinti mahdollistaa poroisten tai puoliporisten rakenteiden valmistamisen, mikä on hyödyllistä suodattimissa, katalysaattoreissa, antibakteerisissa pinnoitteissa sekä kevyissä rakenteissa.

Käyttö ja haasteet: Sinteröinti mahdollistaa monimutkaisten geometrioiden ja kontrolloidun huokoisuuden, mutta tiheyden hallinta ja rajoittava porositeetti voivat estää maksimaalisen lujuuden saavuttamisen. Tarvittaessa käytetään lisäelinkaaria kuten impregnointia tai jälkikäsittelyjä parantamaan ominaisuuksia.