소결 온도는 주로 치밀화 과정과 결정 구조의 변형에 영향을 미쳐 재료의 경도에 큰 영향을 미칩니다. 소결 온도가 높을수록 일반적으로 입자 결합이 개선되고 다공성이 감소하여 경도가 증가합니다.
치밀화 및 입자 결합:
소결 과정에서 온도는 입자의 경계를 가로질러 확산되어 서로 융합하는 원자의 움직임에 중요한 역할을 합니다. 치밀화라고 하는 이 과정을 통해 다공성이 감소하고 재료의 밀도가 증가합니다. 소결 온도가 높아지면 원자 확산 속도가 빨라져 입자 결합이 더 효과적으로 이루어지고 재료가 더 조밀하고 단단해집니다. 예를 들어 지르코니아 소결 시 온도가 1,100°C~1,200°C로 상승하면 단방정계에서 다방정계 결정 상태로 변환되어 경도와 강도가 크게 증가합니다.결정 구조의 변형:
소결 온도는 재료의 결정 구조 변형에도 영향을 미치며, 이는 기계적 특성에 직접적인 영향을 미칩니다. 예를 들어, 지르코니아는 고온에서 단방정계에서 다방정계 구조로 전환되면 경도와 강도가 향상됩니다. 마찬가지로 질화규소에서도 α-SI3N4가 β-SI3N4로 변환되는 것은 소결 공정의 영향을 받아 경도에 영향을 미칩니다. 소결 시간과 온도를 최적화하면 재료의 경도를 극대화할 수 있는데, 1단계와 2단계 소결 공정의 비교에서 볼 수 있듯이 후자가 소결 조건에 대한 더 나은 제어로 더 높은 경도를 달성할 수 있습니다.
소결 조건의 영향:
