FAST/Flash eroffnet neue Perspektiven fur die industrielle Anwendung des feldunterstutzten Sinterns

摘要

FAST/SPS-Schnellsinterverfahren ermoglichen hohe Aufheizraten mit minimalen Temperaturgradienten und damit die wirtschaftliche Herstellung auch grossflachiger Bauteile aus Werkstoffen mit einzigartigen Zusammensetzungen und Eigenschaften. Grund fur die FAST/SPS-immanenten Vorteile ist die homogene Erwarmung des Bauteilvolumens, sofern der Werkstoff eine ausreichende elektrische Leitfahigkeit aufweist. Je nach Stoffsystem sind daruber hinaus aber auch andere sinteraktivierende Effekte des elektrischen Feldes moglich, so dass auch viele keramische Werkstoffe mit halbleitenden und insbesondere ionenleitenden Eigenschaften von FAST/SPS profitieren, obwohl deren geringe elektrische Leitfahigkeit die In-situ-Erwarmung im niedrigen Temperaturbereich haufig verhindert. Neuere Forschungsarbeiten zeigten, dass solche Werkstoffe bei Laborbedingungen sogar innerhalb weniger Sekunden verdichten konnen (Flash Sintering), sobald eine kritische Kombination von Temperatur und elektrischer Feldstarke erreicht ist. Die hier gezeigten Ergebnisse demonstrieren, dass dieser Effekt auch unter praxisnahen FAST/SPS-Bedingungen auftritt, d. h. bei einem Pulverpressling in einer Pressmatrize unter Presskraft. Folgerichtig wird diese Verfahrensvariante als FAST/Flash bezeichnet. Es eroffnet bei entsprechender anlagentechnologischer Umsetzung die Moglichkeit einer effizienten industriellen Herstellung grossflachiger Bauteile auch aus den bisher fur FAST/SPS wenig geeigneten halb- oder ionenleitenden Werkstoffen wie z. B. SiC, B_4C oder ZrO_2.