Sintern

Unter Sintern versteht man in der technischen Terminologie die Verfestigung und Verdichtung eines Grünkörpers bzw. Pulvers zu einem kompakten Werkstoff infolge einer Temperaturbehandlung. Charakteristisch für den Prozess ist, dass hierbei nicht alle Komponenten aufschmelzen und somit die äußere Form erhalten bleibt. Die Verdichtung darf lediglich zu einer möglichst gleichmäßigen und reproduzierbaren Schwindung führen. Im Laufe dieses Prozesses soll ein homogener und rissfreier Werkstoff mit möglichst feinkristallinem Gefüge und bestimmter (in vielen Fällen möglichst geringer) Porosität entstehen.

Beim Sintern unterscheidet man zwei Prozessabläufe:

  • Sintern ohne Flüssigphase (Festphasensintern)
  • Sintern mit Flüssigphase (Flüssigphasensintern)

Bei den jeweiligen Prozessen können zudem chemische Reaktionen ablaufen, die den Sinterprozess und die Mikrostruktur stark beeinflussen.

Sintern ohne Flüssigphase

Beim Festphasensintern liegt die Sintertemperatur unter dem Schmelzpunkt aller am Prozess beteiligten Phasen. Die Sinterung kann nur aufgrund von Diffussionsprozessen, Verdampfungs- und Kondensationsmechanismen und im Falle eines äußeren Druckes auch durch kristallplastisches Fliessen erfolgen. Während dem Prozess nimmt die freie Energie des Systems durch Reduzierung der Ober- und Grenzflächenenergie ab.

Sintern mit Flüssigphase

Beim Flüssigphasensintern werden Sintermittel zugegeben und auf eine Temperatur höher als die Solidustemperatur des Materialssystems erhitzt, so dass Flüssigphasen auftreten. Dabei werden folgende Arten der Schmelzphasenentstehung unterschieden: Begrenztes Aufschmelzen eines homogenen Sintermaterials, Schmelzen einer Phase in einem heterogenen Sintermaterial ohne Reaktion und Entstehung einer Schmelzphase in einem heterogenen Material infolge einer chemischen Reaktion.

Es ist zu beachten, dass gebrannte feuerfeste Erzeugnisse stets einen einheitlichen Sinterungszustand haben. Im Gegensatz dazu stellt sich bei feuerfesten Massen, die erst nach Einbringung an Ort und Stelle, z. B. nach Auskleidung eines Ofens, gesintert werden, ein ungleicher Sinterungszustand ein, und zwar nach Maßgabe des sich innerhalb der Massenschicht vom Ofeninnern nach außen hin bildenden Temperaturgefälles.

 

Zurück zur Übersicht