Keramik: Sintern

Question 1

Was sind Sintern und welche Ziele gibt es?

Answer 1

Wärmebehandlung von Materialine, die aus Pulvern bestehen und unter Einwirkung von Temperatur, Zeit und äußerem Druck Kontaktbrücken bilden

–> Ziele sind eine Erhöhung der Festigkeit (durch Verdichtung) oder Porosität

Question 2

Welche Transportmechanismen gibt es bei Sintern und welchen Effekt haben sie auf die Verdichtung?

Answer 2

Oberflächentransport → keine Verdichtung

• Oberflächendiffusion OD •

Verdampfung/Kondensation VK

• Gitterdiffusion GD

Volumentransport → Verdichtung

• plastische Verformung PV
• Korngrenzendiffusion KD •

Gitterdiffusion GD

Question 3

Zeichne die Wirkrichtungen von Oberflächen- und Volumentransport in die Zeichnung ein

Answer 3

Question 4

Welche Faktoren beeinflussen den Sinterprozess und was können Fehler bewirken?

Answer 4

-Temeratur/Zeit Ablauf beim Aufheizen, Sintern und Abkühlen

–> zu schnelles heizen für zu Binderausbrand und Rissen im Grünkörper oder Binderrückständen, wenn Verdichtung einsetzt, bevor Binder ausgebrannt ist

-Sintertemperatur

–> zu gering, keine vollständige Verdichtung

geeignete Atomosphäre

–> unerwünschte Reaktionen (SiC wird zu Si-Oxid)

-Sinterdauer

–> zu lang kommt Kornvergröberung

Homogenität des Ofens

–> schwankende Temp. führt zu Dichteunterschieden

Question 5

Anwendungsbeispiele Siliziumcarbid

Answer 5

Wärmetauscher

Gleitlager

Matrizen

Brennelemente

Halbleiterindustrie

Question 6

Welche Varrianten von SiC gibt es?

Answer 6

Einphasiges SiC:

-rekristalisiertes (RSiC) (T_sin > 2000 Grad)

SiC-Verbundwerkstoffe:

• Siliziumfähiges SiC (SiSic)
• Siliziertes SiC (CSiC)
• gesintertes SiC (GSiC)
• Heißgepresstes (HPSiC)
• Heißisostatisches gepresstes SiC (HiPSiC)
• -> T_sin 1900-2200 Grad

Reaktionsgebundes SiC (RBSiC)