전류 소결은 전류를 사용하여 분말의 소결 속도를 높이는 공정입니다.
이 방법은 생산 시간을 크게 단축하고 이론적 밀도에 가까운 밀도를 구현할 수 있습니다.
바인더와 프리프레싱이 필요 없습니다.
가해진 압력 하에서 분말을 원하는 모양으로 직접 소결할 수 있습니다.
전류 소결 요약: 4가지 주요 이점 및 기술
전류 소결(ECAS) 기술은 전류를 사용하여 분말 재료의 소결 공정을 가속화하는 기술입니다.
이 기술은 소결에 필요한 시간을 15분에서 수 마이크로초까지 획기적으로 단축합니다.
긴 용광로 열이 필요하지 않습니다.
이 공정을 통해 소결된 재료의 밀도를 이론에 가깝게 달성할 수 있습니다.
하지만 단순한 형상을 만드는 데는 한계가 있습니다.
ECAS는 바인더가 필요하지 않습니다.
파우더는 최종 부품 모양에 맞게 설계된 금형에 직접 소결됩니다.
따라서 비등방성 소결 및 고온 중력 효과로 인한 형상 변화와 왜곡을 방지하는 데 도움이 됩니다.
1. 생산 시간 단축
기존의 소결 공정은 시간이 많이 소요되어 몇 시간 또는 며칠이 걸리는 경우가 많습니다.
이에 반해 ECAS 기술은 몇 분에서 마이크로초 단위의 짧은 시간 내에 소결 공정을 완료할 수 있습니다.
이는 분말 재료를 빠르게 가열하고 압축하는 전류를 직접 적용하기 때문입니다.
2. 바인더 필요 없음
기존의 소결 방식은 소결 전에 분말 입자를 하나로 묶어주는 바인더가 필요한 경우가 많습니다.
ECAS는 추가 결합제 없이도 전류가 입자를 직접 융합하는 데 필요한 열과 압력을 모두 제공하기 때문에 이러한 필요성을 없애줍니다.
3. 최종 형상으로의 직접 소결
ECAS에서 금형은 부품의 최종 모양을 수용하도록 설계됩니다.
파우더를 이 금형에 넣고 전류와 압력을 가하면 캐비티를 채우면서 파우더가 소결됩니다.
이 직접 성형 방식은 불균일한 가열과 고온에서 중력의 영향으로 인해 기존 소결에서 발생할 수 있는 모양 변화와 왜곡의 위험을 줄여줍니다.
4. ECAS의 기술
ECAS 기술의 대표적인 두 가지 예는 스파크 플라즈마 소결(SPS)과 전기 소결 단조(ESF)입니다.
SPS는 전기장과 압력을 사용하여 재료의 치밀화를 향상시켜 소결 온도를 낮추고 처리 시간을 단축할 수 있습니다.
커패시터 방전 소결에서 파생된 ESF는 금속 매트릭스 복합재를 생산하는 데 사용되며 소결 시간이 매우 짧은 것이 특징입니다.
장점 및 응용 분야
ECAS는 밀도 향상, 입자 성장 감소, 소결된 재료의 미세 구조 및 특성 제어 강화 등 여러 가지 이점을 제공합니다.
이러한 장점으로 인해 ECAS는 융점이 높거나 조성이 복잡하거나 소결성이 제한된 재료에 특히 적합합니다.
ECAS는 첨단 세라믹, 기능성 소재, 복합재 생산 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다.
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