Основное различие между твердофазным и жидкофазным спеканием заключается в наличии и роли жидкой фазы в процессе спекания. При твердофазном спекании материалы уплотняются исключительно за счет диффузионных механизмов без участия жидкой фазы, в то время как при жидкофазном спекании жидкая фаза способствует перегруппировке и уплотнению частиц.
Спекание в твердом состоянии:
При твердофазном спекании такие материалы, как керамика (например, цирконий и глинозем) или металлические порошки, нагреваются до температуры ниже точки плавления. Частицы в компакте перемещаются в основном за счет диффузионных механизмов, таких как диффузия по границам зерен, поверхностная диффузия и объемная диффузия. Этот процесс имеет решающее значение для сохранения химического состава и чистоты материалов, поскольку в них не вводится никаких дополнительных фаз. Параметры спекания, включая температуру, время и давление, тщательно контролируются для достижения желаемых свойств материала. Твердофазное спекание предпочтительно для материалов, которые относительно легко поддаются уплотнению и для которых важно сохранить исходный состав.Спекание в жидком состоянии:
Жидкостное спекание применяется для материалов, которые сложнее поддаются плотности, таких как нитрид кремния и карбид кремния. В этом процессе в композицию включаются небольшие объемы добавок, которые образуют жидкую фазу при температуре спекания. Присутствие этой жидкой фазы способствует перегруппировке частиц первичного порошка под действием капиллярных сил. По мере перегруппировки частиц некоторые из них растворяются в жидкости и повторно осаждаются в зонах зазора между частицами, способствуя удалению пор и приводя к полному уплотнению керамического компакта. Спекание в жидком состоянии особенно эффективно для материалов, которые не спекаются в твердом состоянии, повышая скорость уплотнения и конечную плотность.
