Page 70 - 6578

Твердофазове спікання – спікання порошкового тіла без
утворення рідкої фази.
Матеріали з ковалентним зв’язком в основному погано
піддаються твердофазовому спіканню. Для таких кристалів
гомологічна температура набагато вища ніж для кристалів з іонним
зв’язком. Причиною цього є низька дифузійна рухливість атомів
матеріалу з ковалентним зв’язком при високих температурах.
Значна частина сучасних матеріалів (особливо керамічних) має
переважно ковалентний тип хімічного зв’язку (чисто іонний або
чисто ковалентний тип зв’язку буває рідко, а частіше можна
говорити про зв’язок з переважаючою часткою іонного або
ковалентного). Тому такі матеріали без домішок не спікаються і їх
неможливо одержати у безпористому стані. Переважна більшість
керамічних матеріалів, які мають застосування у промисловості,
виготовляються з активаторами спікання, що дозволяють проводити
рідкофазове спікання
Рідкофазове спікання – спікання порошкового тіла при
температурі, яка забезпечує появу рідкої фази за рахунок плавлення
легкоплавких компонентів суміші порошків (активаторів) або
структурних складових матеріалу (наприклад евтектик). Основний
компонент матеріалу при цьому не плавиться.
У присутності рідкої фази суттєво збільшується швидкість
само- і гетеродифузії атомів, що прискорює процеси масопереносу і
сприяє заповненню пор матеріалом. У зв’язку з цим про рідко
фазовому спіканні можна отримувати практично безпористі
порошкові вироби.
Перенос маси при рідкофазовому спіканні відбувається за
механізмом розчинення-осадження:
1 Розчинення атомів основного матеріалу у рідкій міжзерновій
фазі.
2 Перехід розчинених атомів через рідку фазу до енергетично
більш вигідного місця.
3 Осадження розчинених атомів у новому, енергетично більш
вигідному місці кристалічної гратки.
Швидкість дифузії розчинених атомів у рідкій фазі є набагато
вищою ніж перехід атомів через газову фазу і внаслідок цього
процес ущільнення значно пришвидшується.
Спікання сформованих порошкових виробів здійснюють у
вакуумі або середовищі захисних газів. Застосування захисного
середовища необхідне для запобігання окисленню, а також для
відновлення оксидів присутніх на поверхні частинок порошку.
Як захисне середовище застосовують водень, дисоційований
аміак, конвертований природний газ, азот, ендо- і екзогази.
68