Sinterhilfsmittel

Sinterhilfsmittel sind Zusatzstoffe, die dem Pulvermaterial bei Sinterprozessen beigefügt werden, um Dichte zu erhöhen, die Sintertemperatur zu senken und die Mikrostruktur zu gestalten. Sie finden Anwendung in der Pulvermetallurgie und in der keramischen Herstellung und kommen typischerweise in kleinen Anteilen (Bruchteile bis wenige Gewichtsprozent) zum Einsatz.

Die Funktionen der Sinterhilfsmittel beruhen auf mehreren Mechanismen: Die Bildung einer transienten flüssigen Phase am Sinterkontakt erleichtert die Diffusion und die Densifikation; Kapillarkräfte fördern das Schließen von Poren; Zusatzstoffe beeinflussen das Körnungswachstum und verhindern oft eine ungleichmäßige Mikrostruktur; sie können auch die Stabilität der Phasen und die chemische Reaktion mit dem Basismaterial steuern.

Typen und Beispiele: Man unterscheidet grob flüssigphasige Sinterhilfsmittel, die während des Sinterns eine flüssige Phase bilden und so die Densifikation ermöglichen, von Additiven, die Diffusionswege optimieren oder die Grenzflächenchemie verändern. Typische Additive sind Oxide und Borate wie MgO, SiO2, B2O3 (gelegentlich Li2O). In bestimmten keramischen Systemen, wie Al2O3- oder SiC-basierten Werkstoffen, werden diese Additive gezielt gewählt, um Dichte und Mikrostruktur zu steuern.

Anwendung und Auswahl: Die Wahl des Sinterhilfsmittels hängt vom Basismaterial, der gewünschten Enddichte, dem Sinterprozess (z. B. Temperatur, Gasatmosphäre) und der Verträglichkeit mit anderen Bestandteilen ab. Falsch ausgewählte Additive können unerwünschte Phasen, Verunreinigungen oder Minderversagung verursachen.

Ausblick: Sinterhilfsmittel tragen dazu bei, Sinterprozesse wirtschaftlicher zu gestalten und ermöglichen Materialsysteme mit verbesserten mechanischen Eigenschaften. Ihre Wirkung ist material- und prozessspezifisch und wird durch Phasen-Diagramme und Diffusionsdaten bedingt.