Sintern Flashcards
(15 cards)
Was ist Sintern? Was sind Ziele vom Sintern?
Wärmebehandlung von Materialien, die aus Pulvern bestehen und unter Einwirkung von Temperatur, Zeit (und Druck) Kontaktbrücken bilden
Ziele:
-Verdichtung eines porösen Grünlings zu dichtem Festkörper
-Festigkeitssteigerung ohne Änderung der Form, Gestalt oder Porosität
Welche Transportmechanismen gibt es beim Sintern?
Oberflächentransport (keine Verdichtung)
-Oberflächendiffusion
-Verdampfung/Kondensation
-Gitterdiffusion
Volumentransport (Verdichtung)
-plastische Verformung
-Korngrenzendiffusion
-Gitterdiffusion
Durch welche Faktoren werden Bauteileigenschaften im Sinterprozess beeinflusst?
Sintertemperatur: unzureichende Verdichtung bei zu niedriger Temperatur
geeignete Atmosphäre: Vermeidung unerwünschter Reaktionen mit Atmosphäre
Sinterdauer: Kornvergröberung bei zu langer Sinterdauer
Zeit-Temperatur-Ablauf:
zu schnelles Aufheizen: schlagartiger Binderausbrand, Risse im Grünkörper
Verdichtung bevor Binder ausgebrannt ist: eingeschlossene Binderrückstände
Homogenität des Sinterofens: lokal schwankende Maximaltemperaturen führen zu Dichteunterschieden der Bauteile
Unter welcher Atmosphäre werden folgende Keramiken gesintert?
Al2O3 und ZrO2
Luft: kostengünstig, keine unerwünschten Reaktionen zu erwarten
SiC
Vakuum: führt zu minimaler Restporosität, Bildung von SiO2 an Luft oder Si3N4 unter N2
AlN
Stickstoff: Al2O3 Bildung an Luft soll unterdrückt werden, ausreichend N soll zur Verfügung gestellt werden
Welche Eigenschaften hat Siliziumcarbid? Nenne Anwendungsbeispiele.
-leichtester keramischer Werkstoff mit sehr hoher Härte, Wärmeleitfähigkeit, chemischer Beständigkeit und Verschleißbeständigkeit
Anwendungsbeispiele: Wärmetauscher, Gleitlager, Matrizen, Brennelemente, Schleifmittel, Chemie-Anlagen, Halbleiterindustrie
Wie wird SiSiC (siliziuminfiltriertes Siliziumcarbid) hergestellt?
- Formkörper aus Primär-SiC hergestellt und nachbearbeitet, sodass Porosität von 30% verbleibt
Geometrie bleibt in 2 und 3 erhalten - In diese Porosität wird kohlenstoffhaltiger Binder eingebracht
- Formkörper wird über Kapillarwirkung mit flüssigem Silizium infiltriert, es bildet sich Sekundär-SiC und freies Silizium
Wie wirkt sich ein Kohlenstoffüberschuss bzw. ein Siliziumüberschuss auf die mechanischen Eigenschaften aus? (bei SiSiC)
Kohlenstoffüberschuss: Festigkeit geht runter
Siliziumüberschuss: maximale Einsatztemperatur auf ca. 1400 C begrenzt
Was ist der Unterschied zwischen einseitigem und zweiseitigem Pressen?
einseitiges Pressen: Matrize liegt fest auf Unterstempel auf
zweiseitiges Pressen: Matrize “schwimmt” zwischen Unter- und Oberstempel (wird durch Reibungskräfte oder Federn gehalten)
Sollte bei Flüssigphasensintern die feste Phase in der flüssigen Phase löslich sein oder anders herum?
keine der Phasen löslich ineinander: Umordnung, begrenzte Verdichtung
beide Phasen löslich ineinander: gemischte Effekte, Anschwellen und Verdichtung
flüssige Phase löslich in fester Phase: Anschwellen, transiente Flüssigphase
feste Phase löslich in flüssiger Phase:
ausgeprägte Verdichtung
Bei welcher Temperatur findet der Sinterprozess statt?
bei 0,8*Ts (Solidus-/Zersetzungstemperatur)
Nenne zwei Werkstoffe, bei denen vom Flüssigphasensintern Gebrauch gemacht wird.
Al2O3
SiC
Durch welche Mechanismen erfolgt die Verdichtung beim Flüssigphasensintern?
Teilchenumordnung
Lösung/Wiederausscheidung
Skelettsinterung
Welche Arten von druckunterstütztem Sintern gibt es?
Heißpressen
Heißisostatisches Pressen
Welche zusätzlichen Verdichtungsmechanismen gibt es beim druckunterstützten Pressen?
plastisches Fließen durch Versetzungsbewegung
Versetzungskriechen
Korngrenzengleiten
