Sinterizarea

Sinterizarea este un proces de consolidare a pulberilor prin tratament termic la temperaturi sub punctul de topire al materialului, în vederea creșterii densității. În timpul sinterizării particulele se unesc prin difuzie, porozitatea se reduce și se formează o structură solidă continuă.

Modul în care are loc acest proces depinde de material, temperatură, timp și atmosferă. Principalele mecanisme sunt difuzia la nivelul rețelei cristaline, difuzia porilor și coalescerea granulelor. Eficiența crește cu densitatea inițială a pudrei, presiunea de compactare și controlul porilor.

Procesul tipic implică prepararea pudrei, compactarea într-o matriță pentru a obține forma dorită și apoi sinterizarea la temperaturi determinate în aer, vid sau atmosferă protectoare, cu programe de încălzire, menținere și răcire.

Există mai multe variante, printre care sinterizarea solidă (fără fază lichidă), sinterizarea cu fază lichidă, sinterizarea asistată de presiune (hot pressing) și sinterizarea cu curent electric (spark plasma sintering, SPS). Aceste metode permit controlul densității, microstructurii și timpilor de proces.

Materialele utilizate includ ceramicile (alumina, zirconia), metale și aliaje, carburi cimentate și materiale compozite. Piesele sinterizate au în general proprietăți ridicate de rezistență și durabilitate, dar pot prezenta densitate variabilă sau fisuri dacă procesul nu este bine controlat.

Controlul densității și al microstructurii este esențial; parametrii-cheie sunt temperatura, timpul, ritmul de încălzire, mediul ambiant și compoziția pudrei, care influențează creșterea grainelor, porozitatea și apariția defectelor în produsul final.