세라믹에 대한 소결의 효과는 주로 다공성을 줄이고 강도, 전기 전도도, 투명도 및 열 전도도와 같은 다양한 특성을 향상시키는 것입니다. 이 과정에는 열과 때로는 압력을 통해 세라믹 입자를 통합하여 더 밀도가 높고 강한 재료로 만드는 과정이 포함됩니다.
다공성 감소:
소결 과정에서 원자의 확산으로 인해 분말 입자 사이의 계면이 사라져 목 연결부가 형성되고 결국 작은 기공이 제거됩니다. 이러한 치밀화는 표면적과 표면 자유 에너지의 감소로 인한 총 자유 에너지의 감소로 인해 발생합니다. 고체-증기 계면을 고체-고체 계면으로 대체하면 재료의 에너지 상태가 낮아집니다. 이 프로세스는 더 작은 곡률 반경과 관련된 더 큰 에너지 변화로 인해 입자 크기가 작을수록 더 효과적입니다.재료 특성 향상:
입자 크기와 관련된 결합 영역은 강도 및 전도도와 같은 특성에 매우 중요합니다. 소결은 재료의 분말 구조를 통합하여 다공성을 감소시키고 밀도를 증가시킵니다. 이러한 통합은 고온에 의해 촉진되며 소결 중 액상의 존재로 인해 더욱 강화될 수 있습니다. 예를 들어, 지르코니아는 소결 중에 단방정에서 다방정 결정 상태로 변환되어 밀도, 강도 및 투명도가 크게 증가합니다.
제어 변수:
증기압은 온도에 따라 달라지기 때문에 소결 중에 제어되는 주요 변수는 온도와 초기 입자 크기입니다. 특정 기술과 재료를 사용하면 무압 소결도 가능하지만 압력을 가하면 소결 시간과 결과물인 다공성이 감소할 수 있습니다.
세라믹 제조 분야에서의 적용:
