Co to jest spiekanie?

Spiekanie można najlepiej opisać jako syntetyczne wytwarzanie produktów stałych przy użyciu kontrolowanego ogrzewania sproszkowanych surowców. Właściwe zastosowanie temperatury spiekania powoduje sklejanie się ziaren proszku ze sobą bez topienia materiału. Ta właściwa temperatura wynosi zwykle 2/3 temperatury topnienia danego materiału. Spiekanie, choć dzisiaj jest wysoce technologicznym procesem charakteryzującym się systemami CAD, systemami laserowymi i systemami plazmowymi, ma swoje korzenie w starożytnej metodzie wypalania ceramiki.

Spiekanie jest powszechnie stosowane w produkcji wyrobów ceramicznych, jednak proces ten może być stosowany do kształtowania przedmiotów metalowych, szklanych i plastikowych, a także kompozytów i stopów. Dopóki surowiec na dany produkt jest w postaci sproszkowanej, produkt może być spiekany. Procesy oczywiście różnią się znacznie w zależności od składu molekularnego i temperatury topnienia ziaren proszku oraz końcowego zastosowania spiekanego produktu. Chociaż, na przykład, proszek z tworzywa sztucznego nie może być spiekany w przedmiot metalowy, różne proszki, takie jak mieszanka ceramiczno-metaliczna, mogą być spiekane w przedmiot złożony.

Istnieją dwie podstawowe metody wytwarzania spieków: w stanie stałym i w fazie ciekłej. Jak sama nazwa wskazuje, spiekanie w stanie stałym to stapianie lub formowanie sproszkowanego materiału w produkt bez faktycznego upłynniania materiału. Odwrotnie, proces w fazie ciekłej wprowadza etap ciekły do ​​procesu ogrzewania ziaren proszku. Spiekanie w fazie ciekłej jest generalnie łatwiejsze i bardziej opłacalne niż w stanie stałym. Jednak nastąpi pewna degradacja surowca, która nie ma miejsca w przypadku procesu w stanie stałym.

Oprócz dwóch podstawowych metod spiekania, w produkcji wyrobów spiekanych stosuje się również szereg specyficznych odmian tych metod. Spiekanie plazmą iskrową i selektywne spiekanie laserowe to dwie metody stosowane do spiekania produktów z zachowaniem określonych tolerancji i specyfikacji. Pierwsza wykorzystuje impulsowe ładunki elektryczne prądu stałego (DC) do spiekania wypraski zasadniczo od wewnątrz i jest szybka i stosunkowo niedroga, podczas gdy druga metoda oferuje możliwość celowania w określone sekcje wytwarzanych przedmiotów w celu stopniowego ulepszania, gęstość i porowatość produktu.

Spiekanie przeszło długą drogę od czasów, gdy wypalanie ceramiki było najnowocześniejszym procesem wypalania. Zalety produktów spiekanych w porównaniu z produktami tłoczonymi, kutymi lub formowanymi obejmują wyższą czystość surowców, utrzymanie czystości w procesie produkcyjnym, stabilność powtarzalnych etapów produkcji oraz jednolitą gęstość produkowanego przedmiotu. Oczywiście postęp w technologii zapewnia bardziej opłacalną produkcję wyrobów spiekanych o wyższej jakości.