Sintering Trajectories: Description on How Density, Surface Area, and Grain Size Change

Abstract

Sintering is a mainstay production step in forming metal, ceramic, polymer, and composite components from particles. Since the 1940s, the sintering process is treated using a matrix of mathematical relationships that include at least seven atomic transport mechanisms, several options on powder characteristics, and three pore-grain morphology options. The interplay of these relationships is handled by numerical solutions to predict property development. An alternative approach is to track the sintering trajectory using relatively simple relationships based on bulk measures. Energy minimization dictates that initial stage sintering acts to reduce surface area. In late stage sintering, the energy minimization turns to grain boundary area reduction via grain growth. Accordingly, relationships result between density, surface area, and grain size, which largely ignore mechanistic details. These relationships are applicable to a wide variety of materials and consolidation conditions, including hot pressing, and spark sintering.

Dual catalyst system for selective vinyl chloride production via ethene oxychlorination

“…small particles) after impregnation. Depending on the affinity of CeO 2 for the support and its mobility on the surface upon calcination, sintering of contacting particles leads to larger clusters or agglomerates, where smaller particles sinter more easily than larger particles, 38,39 which results in a broad particle size distribution on the high surface area materials.…”

Dampak Proses Sintering Material Keramik pada Sifat Mekanik dan Dimensi Suatu Produk

“…Kondisi ini terjadi akibat void yang terisi oleh binder air akan hilang. Air menguap meninggalkan void dalam produk dan terisi oleh material tanah liat melalui proses difusi atom [10] yang ada pada tanah liat tersebut sehingga ukuran produk. Tegangan,…”

“…Difusi batas butir 6. Difusi kisi Pada proses sintering yang mengakibatkan terjadinya densifikasi pada serbuk yang dominan adalah difusi batas butir dan difusi kisi pada no 4 dan no5 [10]. Proses difusi atom ini akan mengisi void yang ada dan membentuk neck atau leher pada serbuk satu dengan serbuk saling berkait membentuk ikatan yang sangat kuat [13].…”

“…Pada Tabel 1untuk penambahan pembentuk pori tepung beras sebesar 5 %, 15 % dan 25 % berat maka penyusutannya pada bentuk piringan adalah sebesar 18 %, 25 % dan 27 %, sedangkan untuk bentuk silinder yang dibentuk dengan semi slurry maka pada proses pengeringan (drying) pada suhu sebesar 105 C, penyusutan ukuran tinggi silinder sebesar 14,3 %, kemudian dilanjutkan pada proses sintering mengalami penyusutan sebesar 6,7 %. Pada proses pengeringan bentuk silinder pada suhu 105 C sudah mampu menguapkan air sehingga rongga yang terisi air kosong membentuk pori dan ada atom atom yang berdifusi sehingga ukurannya menyusut [8,10]. Pada proses sintering selanjutnya binder yang masih ada di dalam produk silinder belum dapat menguap pada suhu 105 C. Binder PVA (polyvinil alcohol) mendidih pada suhu 228 C [15] sehingga pada suhu sintering 950 C mampu menghilangkan PVA.…”

Finite element analysis of porous commercially pure titanium for biomedical implant application

“…It is most likely that the computational models generated for the simulations contain sharper geometries than those found in the experimental samples, especially in the overlapping areas. Indeed, the reduction in surface energy that happens during the sintering process might minimise the probability of sharp edges in the porous network [39]. The sharper geometries in the models would then induce an early plasticity from excessive stress concentrations.…”