실험. 소결(Sintering)
1. 실험 목적
소결 공정 중, 온도가 소결체의 특성에 미치는 영향에 대해 알아본다.
2. 관련 이론
①소결의 기초
소결은 접촉해 있는 입자들을 고온에서 서로 결합하게 한다. 이는 융점 아래에서 고체 상태의 원자간 이동현상에 의해 일어난다. 그러나 많은 경우에 액상의 형성을 포함하기도 한다. 미세구조적인 측면에서, 결합은 서로 맞닿아 있는 입자간 목(neck)이 성장하는 과정이다. 목의 성장은 성형강도를 상승시키고 다른 여러 유익한 특성의 변화를 가져온다.
소결은 고온에서 일어나는 원자의 움직임과 작은 입자 크기와 관련된 표면에너지의 감소 때문에 일어난다. 분말 제조란 표면적이나 표면에너지를 증가시키기 위하여 물질에 에너지를 투입한 것이라는 것을 생각했을 때, 소결을 하면 그 투입된 에너지가 감소된다. 단위 부피당 표면에너지는 입자의 크기에 반비례한다. 그러므로 비표면적이 큰 작은 입자는 더 많은 에너지를 가지고 있고 더 빨리 소결된다.
소결 기구는 통상 표면, 입계 또는 결정격자를 통해 일어나는 확산 공정이며, 소결에서 입자의 형상적인 변화는 원자 이동을 일으키는 가열에 의한 결과이다. 고온에서는 더 많은 원자들이 원자결합을 끊고 옆의 원자로부터 자유롭게 되는데 필요한 에너지 또는 그 이상의 에너지를 가지며 새로운 자리로 이동한다. 원자가 움직이는데 반드시 필요한 최소한의 에너지를 활성화 에너지라 부른다.
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2013.09.03
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