세라믹 소결은 세라믹 소재를 가열하고 때로는 압력을 가하여 다공성을 크게 줄이고 입자 밀도를 높이는 공정입니다. 이 과정을 통해 강도, 반투명도, 경도 등 다양한 특성이 향상됩니다. 소결 중 변형은 재료의 결정 구조와 물리적 특성을 크게 변화시킬 수 있습니다.
다공성 감소 및 입자 밀도 증가:
소결은 세라믹 소재를 입자가 서로 결합하기 시작하는 지점까지 가열하여 밀도가 높은 구조를 형성하는 방식으로 이루어집니다. 이 과정에서 원자가 확산되어 분말 입자 사이의 계면이 사라지고 전체 표면적과 다공성이 감소합니다. 다공성의 감소는 소재의 밀도를 높일 뿐만 아니라 물, 얼룩, 극한의 온도에 대한 저항성을 향상시키기 때문에 매우 중요합니다.머티리얼 속성 향상:
소결 과정에서 세라믹 소재는 결정 구조에 변화를 겪습니다. 예를 들어 지르코니아는 단사면체 구조로 시작하여 고온에서 다사면체 상태로 변합니다. 이러한 변형은 재료의 강도, 경도 및 투명도를 증가시킵니다. 재료가 너무 단단해져 고속 공구로도 절단하기 어렵게 됩니다. 이러한 강도와 경도의 증가는 세라믹이 높은 기계적 응력을 견뎌야 하는 애플리케이션에 매우 중요합니다.
수축 및 물리적 변화:
소결은 또한 지르코니아의 경우 일반적으로 약 25%의 상당한 수축을 유발합니다. 이러한 수축은 밀도가 증가함에 따라 재료의 부피가 감소하는 치밀화 과정의 결과입니다. 소결 중 물리적 변화는 매우 심대하여 재료가 분필과 같은 물질에서 밀도가 높고 단단한 세라믹으로 변합니다.제어 변수 및 기술:
소결의 효과는 소결 온도, 시간, 재료의 초기 입자 크기 등 여러 변수에 따라 달라집니다. 일반적으로 더 높은 온도와 더 긴 소결 시간은 더 나은 치밀화로 이어집니다. 또한 소결 중에 압력을 가하면 소결 시간과 최종 다공성을 더욱 줄일 수 있습니다. 소결 공정을 향상시키기 위해 액상을 도입하는 액상 소결 같은 기술도 사용할 수 있습니다.
