Thiêu kết: Phân loại thiêu kết


1.2 Phân loại thiêu kết
Về cơ bản, các quá trình thiêu kết có thể được chia làm 2 loại:

  • Thiêu kết trạng thái rắn
  • Thiêu kết trạng thái lỏng

Thiêu kết trạng thái rắn xảy ra đối với bột nén được kết khối hoàn toàn ở trạng thái rắn ở nhiệt độ thiêu kết, trong khi thiêu kết pha lỏng xảy ra đối với pha lỏng trong bột nén. Hình 1.3 mô tả hai 2 trường hợp theo giản đồ pha*. Tại nhiệt độ T1, thiêu kết trạng thái rắn xuất hiện ở bột ép A-B với thành phần X1, trong khi ở nhiệt độ T3, thiêu kết pha lỏng xuất hiện ở cùng bột ép đó.

Ngoài thiêu kết pha lỏng và thiêu kết pha rắn, các kiểu thiêu kết khác, ví dụ, thiêu kết pha lỏng tức thời (transient liquid phase sintering) và thiêu kết chảy nhớt (viscous flow sintering), có thể được sử dụng. Thiêu kết chảy nhớt xuất hiện khi tỷ phần thể tích chất lỏng đủ cao, nghĩa là kết khối lý tưởng của mẫu ép có thể đạt được do chảy nhớt của hỗn hợp chất lỏng-hạt mà không có sự thay đổi hình dáng hạt trong quá trình kết khối. Thiêu kết pha lỏng tức thời là tổ hợp của thiêu kết pha lỏng và thiêu kết pha rắn. Trong kỹ thuật thiêu kết này pha lỏng tạo thành trong mẫu ép (compact) ở trạng thái đầu của thiêu kết, nhưng chất lõng sẽ biến mất ở quá trình thiêu kết tiếp tục và kết khối được hoàn chỉnh ở trạng thái rắn. Một ví dụ về thiêu kết pha lỏng tức thời cũng có thể được thấy trong giản đồ pha ở hình 1.3 khi bột ép A-B có thành phần X1 được thiêu kết trên nhiệt độ cùng tinh nhưng nằm dưới đường lỏng, cho ví dụ tại nhiệt độ T2. Khi nhiệt độ thiêu kết nằm trên nằm trên nhiệt độ cùng tinh, pha lỏng được tạo thành qua phản ứng giữa bột A và B trong  quá trình nung bột ép này. Trong quá trình thiêu kết, tuy vậy, pha lỏng biến mất và chỉ còn pha rắn bởi vì pha cân bằng ở điều kiện thiêu kết là pha rắn.
Tổng quát, so sánh với thiêu kết pha rắn, thiêu kết pha lỏng cho phép điều chỉnh dễ dàng vi cấu trúc và giảm chi phí quá trình, nhưng làm giảm vài tính chất quan trọng, ví dụ, tính chất cơ học. Trái lại, nhiều sản phẩm chuyên biệt lợi dụng tính chất pha biên hạt và do đó, cần được thiêu kết có sự có mặt của pha lỏng. Biến trở ZnO và SrTiO3 là tụ đa lớp biên (boundary layer capacitors) là 2 ví dụ. Trong các trường hợp đó, thành phần và số lượng pha là vấn đề chính trong quá trình điều khiển vi cấu trúc và tính chất mẫu thiêu kết.
Hình 1.4 biểu thị vi cấu trúc của mẫu ép thiêu kết 1 phần không (a) và có (b) pha lỏng. Trong cả hai trường hợp, quá trình thiêu kết tiếp theo cho đến trạng thái cuối cùng tại đó lỗ xốp được cô lập. Trạng thái lỗ xốp cô lập như thế thường đạt được rất nhanh tại các nhiệt độ thiêu kết thông thường. Sự loại bỏ các lỗ xốp cô lập cần tiêu tốn nhiều thời gian và chiếm nhiều thời gian nhất của quá trình thiêu kết.

————————
*Ở đây, nhiều kiểu thiêu kết khác nhau được giải thích bằng giản đồ pha, mặc dù vây, trong hầu hết các trường hợp, kiểu thiêu kết chính xác phụ thuộc vào hệ vât liệu và/hoặc mục đích thiêu kết.

Nguồn: luyenkim.net 

Gửi phản hồi

Mời bạn điền thông tin vào ô dưới đây hoặc kích vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Log Out / Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Log Out / Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Log Out / Thay đổi )

Google+ photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google+ Log Out / Thay đổi )

Connecting to %s

%d bloggers like this: