sinterizzazione

sinterizzazione

Processo nel quale le particelle di un materiale solido in forma di polvere, sottoposte a riscaldamento, si avvicinano e si saldano, originando un pezzo di materiale compatto. È un procedimento molto usato nella metallurgia delle polveri e nella lavorazione di materiali ceramici per produrre manufatti o componenti di varia natura. Tipicamente, la sinterizzazione viene effettuata a una temperatura leggermente inferiore a quella di fusione del materiale. Dal punto di vista microscopico, il processo avviene mediante la formazione di un ponte (o giunzione) di materiale tra due o più particelle (che si possono immaginare in prima approssimazione sferiche) in corrispondenza del loro punto di contatto. La giunzione si forma a seguito dello spostamento di atomi, ioni o molecole dal corpo o dalla superficie delle particelle alla regione di contatto, che via via si accresce formando una specie di ‘collo’ e determinando l’avvicinamento, l’adesione e la coalescenza delle particelle. La migrazione del materiale può avvenire via fase condensata, mediante meccanismi diffusivi, oppure via fase vapore. In quest’ultimo caso, che si riscontra per es. nel cloruro di sodio, le molecole evaporano dalla superficie delle particelle e ricondensano nei punti di contatto interparticella. Nella sinterizzazione di materiali refrattari, dotati di temperature di fusione molto elevate, può essere usato un procedimento che coinvolge anche una fase liquida: al materiale in questione viene aggiunta una piccola quantità di un elemento che alla temperatura di sinterizzazione si presenta allo stato liquido (per es., nel caso del carburo di tungsteno si aggiunge il 5÷10% di nichel) e svolge la funzione di bagnare il materiale e di discioglierne una piccola parte facilitando l’avvicinamento e l’adesione delle particelle. Generalmente la sinterizzazione permette di ottenere materiali con densità pari a ca. il 90÷95% del valore teorico. Un’ulteriore compattazione può essere raggiunta, se necessario, mediante pressatura a caldo (hot pressing).

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