Le frittage est un processus qui consiste à chauffer une pièce compacte "verte" à une température élevée inférieure à son point de fusion.
Ce processus permet de consolider les particules de poudre céramique.
La force motrice du frittage est la réduction de l'énergie de surface des particules.
Cette réduction est due à la diminution des interfaces vapeur-solide.
Pendant le frittage, la diffusion des atomes fait disparaître l'interface entre les particules de poudre.
Il en résulte une densification de la pièce et une amélioration de ses propriétés mécaniques.
5 Avantages et considérations clés du frittage
1. Réduction de la porosité
L'un des principaux effets du frittage est la réduction de la porosité.
La porosité de la pièce frittée dépend de la porosité initiale du compact vert.
Elle dépend également de la température et de la durée du processus de frittage.
Lorsque la température de frittage augmente, la porosité de l'échantillon diminue.
En effet, à des températures plus élevées, les particules de poudre métallique deviennent molles et ductiles.
Cela augmente les zones de contact et diminue légèrement la taille des vides.
L'application d'une pression pendant le frittage peut également réduire la porosité et le temps de frittage.
2. Amélioration des propriétés des matériaux
La réduction de la porosité par frittage améliore les propriétés telles que la résistance, la conductivité électrique, la transparence et la conductivité thermique.
Toutefois, dans certains cas, il peut être souhaitable de maintenir la porosité, par exemple dans les filtres ou les catalyseurs.
Il est important de noter que la porosité peut rendre la pièce frittée moins résistante.
Il peut en résulter une pièce d'utilisation finale "incomplète" en cas de complexité manquée lors du pressage de la poudre.
3. Préserver la porosité dans des cas spécifiques
Dans certains cas, une application prudente du frittage peut améliorer la résistance tout en préservant la porosité.
Pour les produits en nano-poudre, la réduction de la température de frittage est efficace pour empêcher la croissance des grains.
Cela garantit la stabilité de la qualité du produit final.
La diminution du diamètre des particules et l'augmentation de la surface spécifique et de la surface de contact entre les particules se traduisent par une force motrice plus élevée pour le frittage.
Il en résulte une diminution du nombre de pores de grande taille.
Le processus de frittage par pressage à chaud sous vide s'est avéré efficace pour limiter la croissance des grains et obtenir des produits nanocristallins.
4. Niveau final de porosité
Le niveau final de porosité dépend de la porosité initiale du compact vert.
Il dépend également de la température et de la durée du processus de frittage.
La réduction de la porosité par frittage permet d'améliorer la résistance, la translucidité, la conductivité thermique et la conductivité électrique du matériau.
5. Considérations spécifiques à l'application
Il est important d'examiner attentivement les exigences spécifiques de l'application.
L'équilibre souhaité entre la porosité et les autres propriétés doit être pris en compte.
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