소결은 세라믹 제조에서 세라믹 분말 입자를 녹는점 이하의 고온으로 가열하여 응고시키는 중요한 공정입니다. 이 공정은 다공성을 줄이고 입자 밀도를 높이며 강도, 경도 및 화학적 안정성과 같은 다양한 특성을 향상시키는 데 필수적입니다.
1. 다공성 감소 및 입자 밀도 증가:
소결 과정에서 세라믹 재료는 녹는점보다 낮은 온도로 가열되어 분말 입자가 확산되고 서로 결합합니다. 이러한 결합은 입자 사이의 기공이 줄어들거나 닫히면서 재료의 전반적인 다공성을 감소시킵니다. 다공성의 감소는 입자 밀도의 증가로 이어지며, 이는 세라믹의 기계적 특성을 개선하는 데 매우 중요합니다.2. 기계적 및 물리적 특성 향상:
소결 공정은 세라믹 소재를 통합할 뿐만 아니라 기계적 특성도 크게 향상시킵니다. 예를 들어, 사전 소결된 지르코니아는 소결 중에 단사결정 구조에서 다사결정 상태로 변형되어 매우 단단하고 밀도가 높으며 강한 재료가 됩니다. 이러한 변형은 강도와 투명도의 상당한 증가를 동반하므로 소결 세라믹은 내구성과 내마모성이 중요한 다양한 응용 분야에 적합합니다.
3. 열과 압력의 사용:
소결은 일반적으로 고온에 의해 이루어지지만, 특히 열간 등방성 프레스와 같은 공정에서는 압력을 가할 수도 있습니다. 압력을 사용하면 재료의 응집력을 더욱 높이고 소결 시간을 단축할 수 있습니다. 경우에 따라 무압 소결이 사용되는데, 특히 등급이 지정된 금속-세라믹 복합재와 나노 입자 소결 보조제를 사용하면 효과적인 응집 및 치밀화를 달성할 수 있습니다.4. 유기 첨가제의 역할:
일부 세라믹 원료는 가소성과 물과의 친화력이 낮기 때문에 소결 전에 유기 바인더를 첨가해야 합니다. 이러한 첨가제는 재료의 형태를 형성하고 고온과 압력을 견딜 수 있는 응집력 있는 구조를 제공하여 소결 공정을 촉진하는 데 도움이 됩니다.
