La sinterización de materiales implica al menos dos procesos: densificación del cuerpo y crecimiento de granos en el cuerpo.

La longevidad de los granos generalmente se logra mediante el movimiento de los límites de los granos. Según la teoría clásica de la cinética de crecimiento del grano, la diferencia de energía libre entre los dos lados de un límite de grano curvo es la fuerza impulsora que hace que la interfaz se mueva hacia el centro de curvatura. En el espacio en blanco, la mayoría de los límites de las vetas son curvos. Desde el centro de cada grano, algunos límites de grano son cóncavos mientras que otros son convexos. La energía de interfaz de una superficie convexa es mayor que la de una superficie cóncava, por lo que los átomos o iones pasarán de la superficie convexa a la superficie cóncava, lo que provocará que el límite del grano se mueva hacia el centro de curvatura de la superficie convexa. El resultado es que algunos granos con límites de grano cóncavos crecen, mientras que otros con límites de grano convexos se contraen o desaparecen. El resultado final es el crecimiento del tamaño medio de grano. Sin embargo, la sinterización real es muy compleja. Tomando como ejemplo el crecimiento del grano, existen otras formas además de este método clásico.

Un método consiste en fusionar dos granos adyacentes en un grano grande. En el espacio en blanco formado, la orientación de cada grano es aleatoria. En la mayoría de los casos, los límites de los granos se forman en el cuello debido a las diferentes orientaciones de los granos adyacentes. Durante el proceso de sinterización posterior, los límites de los granos migran, algunos granos crecen y otros se hacen más pequeños o desaparecen. Pero también hay algunos granos adyacentes con orientaciones consistentes o casi consistentes. Durante la sinterización, la red de estos granos coincidirá automáticamente, los límites de los granos desaparecerán y se formará una estructura continua. Dos granos pequeños se convertirán en un grano grande. A veces, dos granos adyacentes también pueden girar para lograr una coincidencia.

El segundo es la transmisión en fase gaseosa. La presión del vapor saturado sobre la superficie de granos de diferentes tamaños es diferente. Cuanto más finos son los granos, mayor es la presión de vapor saturado y más fácil es vaporizar el material. Después de la gasificación, el material se transporta a través de los poros entre los granos y se condensa en la superficie de los granos más gruesos, lo que hace que estos granos crezcan. Un fenómeno interesante es que cuando el crecimiento del grano se basa principalmente en mecanismos de transporte en fase gaseosa, incluso si no hay densificación de la palanquilla durante el proceso, los granos seguirán creciendo. Por ejemplo, los estudios han encontrado que la sinterización de cuerpos de óxido de titanio en vapor de HCl da como resultado un tamaño de partícula inicial de 0,2 micrones y una densidad de solo el 45% después de la sinterización, que es básicamente la misma que la densidad del cuerpo verde. Pero en este punto, el tamaño promedio de los granos de óxido de titanio ha aumentado a 6 micrones.


El tercero es el transporte en fase líquida. Sabemos que un proceso de transferencia de masa durante la sinterización en fase líquida es la precipitación por disolución. La transferencia de masa por precipitación y disolución se puede dividir en dos tipos. Una es la transferencia de masa en el mismo grano, que se disuelve en las puntas afiladas del grano (o en la interfaz de contacto con otros granos) y se deposita en otras superficies planas del grano a través de la transferencia de fase líquida. El otro se debe al tamaño desigual del grano dentro del tocho, lo que hace que los granos pequeños se disuelvan debido a la diferencia en la curvatura entre los granos y se depositen en los granos más grandes a través de la transferencia de fase líquida. El primer proceso de transferencia de masa sólo provoca cambios en la forma del grano, mientras que el segundo proceso de transferencia de masa provoca el crecimiento del grano (acompañado de la desaparición de los granos finos). En este punto, el proceso de densificación de la palanquilla es también un proceso de producción de grano.

Sin embargo, el proceso de sinterización en fase líquida mencionado anteriormente tiene el requisito previo de que la fase líquida pueda humedecer la fase sólida. Si no es posible humedecer, aunque se forme una fase líquida durante el proceso de sinterización, solo se puede aislar entre fases sólidas y no puede formar una fase continua para encapsular la fase sólida, lo que dificulta la formación de una sinterización efectiva. Pero en tales condiciones, los granos seguirán creciendo, dependiendo no de la transferencia de masa por precipitación y disolución, sino de la migración de los límites sólidos de los granos.

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