재료의 소결은 몸체의 치밀화와 몸체 내 입자의 성장이라는 적어도 두 가지 과정을 포함합니다.

곡물의 수명은 일반적으로 곡물 경계의 이동을 통해 달성됩니다. 입자 성장 동역학의 고전 이론에 따르면 곡선형 입자 경계의 두 측면 사이의 자유 에너지 차이는 인터페이스가 곡률 중심을 향해 이동하도록 하는 원동력입니다. 공백에서는 대부분의 결정립계가 곡선입니다. 각 입자의 중심에서 일부 입자 경계는 오목하고 다른 입자 경계는 볼록합니다. 볼록한 표면의 계면 에너지는 오목한 표면의 계면 에너지보다 크므로 원자 또는 이온이 볼록한 표면에서 오목한 표면으로 전이되어 입자 경계가 볼록한 표면의 곡률 중심을 향해 이동하게 됩니다. 결과적으로 오목한 결정립 경계를 가진 일부 결정립은 성장하는 반면, 볼록한 결정립 경계를 가진 다른 결정립은 줄어들거나 사라집니다. 궁극적인 결과는 평균 입자 크기의 성장입니다. 그러나 실제 소결은 매우 복잡합니다. 곡물 성장을 예로 들면, 이러한 고전적인 방법 외에도 다른 방법이 있습니다.

한 가지 방법은 인접한 두 그레인을 하나의 큰 그레인으로 병합하는 것입니다. 형성된 블랭크에서 각 결정립의 방향은 무작위입니다. 대부분의 경우 인접한 결정립의 방향이 다르기 때문에 결정립 경계가 목에 형성됩니다. 후속 소결 과정에서 결정립 경계가 이동하여 일부 결정립은 성장하고 다른 결정립은 작아지거나 사라집니다. 그러나 일관되거나 거의 일관적인 방향을 갖는 인접한 입자도 있습니다. 소결 과정에서 이러한 입자의 격자가 자동으로 일치하고 입자 경계가 사라지며 연속적인 구조가 형성됩니다. 두 개의 작은 알갱이가 하나의 큰 알갱이로 자라납니다. 때로는 인접한 두 그레인이 회전하여 일치를 달성할 수도 있습니다.

두 번째는 기상 전달입니다. 크기가 다른 곡물 표면의 포화 증기압은 다릅니다. 입자가 미세할수록 포화 증기압이 높아지고 물질이 기화되기 쉬워집니다. 가스화 후 물질은 입자 사이의 공극을 통해 운반되어 더 거친 입자의 표면에 응축되어 이러한 입자가 성장합니다. 흥미로운 현상은 입자 성장이 주로 기상 수송 메커니즘에 의존할 때 공정 중에 빌렛의 치밀화가 없더라도 입자가 계속 성장한다는 것입니다. 예를 들어, 연구에 따르면 HCl 증기에서 산화티타늄 본체를 소결하면 초기 입자 크기가 0.2미크론이고 소결 후 밀도가 45%에 불과한 것으로 나타났습니다. 이는 기본적으로 성형체의 밀도와 동일합니다. 그러나 이 시점에서 산화티타늄 입자의 평균 크기는 6미크론으로 커졌습니다.


세 번째는 액상 수송이다. 우리는 액상 소결 중 물질 이동 과정이 용해 침전이라는 것을 알고 있습니다. 용해침전 물질이동은 두 가지 유형으로 나눌 수 있다. 하나는 동일한 입자에서의 물질 이동으로, 입자의 날카로운 지점(또는 다른 입자와의 접촉 경계면)에서 용해되고 액상 이동을 통해 입자의 다른 평평한 표면에 침착됩니다. 다른 하나는 빌렛 내부의 결정립 크기가 고르지 않기 때문에 결정립 간의 곡률 차이로 인해 작은 결정립이 용해되고 액상 이동을 통해 큰 결정립에 침전되는 현상입니다. 전자의 물질 전달 과정은 결정립 형태의 변화만 일으키는 반면, 후자의 물질 전달 과정은 결정립 성장(미세 결정립의 소멸을 동반함)을 유발합니다. 이때 빌렛의 치밀화 과정은 곡물 생산 과정이기도 하다.

그러나 위에서 언급한 액상 소결 공정은 액상이 고상을 습윤시킬 수 있다는 전제조건이 있다. Wetting이 불가능할 경우, 소결 과정에서 액상이 형성되더라도 고상 사이에서만 분리될 수 있고, 고상을 둘러싸는 연속상을 형성할 수 없어 효과적인 소결을 형성하기 어렵습니다. 그러나 그러한 조건 하에서는 용해 침전 물질 이동이 아니라 고체 고체 입자 경계의 이동에 의존하여 입자가 계속 성장할 것입니다.

SAT NANO는 중국 내 나노분말 및 마이크론 분말의 최고의 공급업체입니다. 우리는 소결용 제품을 공급할 수 있으며, WC-Co 분말, 텅스텐 분말, 을 제공합니다. 25텅스텐 카바이드 분말, MgO 나노 분말, ZrO2 분말 문의사항이 있으시면 언제든지 admin@satnano.com으로 문의해 주세요.