A sinterização de materiais envolve pelo menos dois processos: densificação do corpo e crescimento de grãos no corpo.

A longevidade dos grãos geralmente é alcançada através do movimento dos limites dos grãos. De acordo com a teoria clássica da cinética de crescimento de grãos, a diferença na energia livre entre os dois lados de um contorno de grão curvo é a força motriz que faz com que a interface se mova em direção ao centro da curvatura. Na peça bruta, a maioria dos limites dos grãos são curvados. A partir do centro de cada grão, alguns limites de grão são côncavos, enquanto outros são convexos. A energia de interface de uma superfície convexa é maior que a de uma superfície côncava, então átomos ou íons farão a transição da superfície convexa para a superfície côncava, fazendo com que o limite do grão se mova em direção ao centro de curvatura da superfície convexa. O resultado é que alguns grãos com contornos côncavos crescem, enquanto outros com contornos convexos encolhem ou desaparecem. O resultado final é o crescimento do tamanho médio do grão. No entanto, a sinterização real é muito complexa. Tomando como exemplo o crescimento de grãos, existem outras formas além deste método clássico.

Um método é fundir dois grãos adjacentes em um grão grande. Na peça formada, a orientação de cada grão é aleatória. Na maioria dos casos, os limites dos grãos se formam no pescoço devido às diferentes orientações dos grãos adjacentes. Durante o processo de sinterização subsequente, os limites dos grãos migram, com alguns grãos crescendo e outros tornando-se menores ou desaparecendo. Mas também existem alguns grãos adjacentes com orientações consistentes ou quase consistentes. Durante a sinterização, a estrutura desses grãos irá coincidir automaticamente, os limites dos grãos desaparecerão e uma estrutura contínua será formada. Dois grãos pequenos se transformarão em um grão grande. Às vezes, dois grãos adjacentes também podem girar para conseguir a correspondência.

A segunda é a transmissão em fase gasosa. A pressão do vapor saturado na superfície de grãos de diferentes tamanhos é diferente. Quanto mais finos os grãos, maior será a pressão de vapor saturado e mais fácil será a vaporização do material. Após a gaseificação, o material é transportado pelos poros entre os grãos e condensado na superfície dos grãos mais grossos, fazendo com que esses grãos cresçam. Um fenómeno interessante é que quando o crescimento dos grãos depende principalmente de mecanismos de transporte em fase gasosa, mesmo que não haja densificação do tarugo durante o processo, os grãos continuarão a crescer. Por exemplo, estudos descobriram que a sinterização de corpos de óxido de titânio em vapor de HCl resulta em um tamanho de partícula inicial de 0,2 mícron e uma densidade de apenas 45% após a sinterização, que é basicamente igual à densidade do corpo verde. Mas neste ponto, o tamanho médio dos grãos de óxido de titânio cresceu para 6 mícrons.


O terceiro é o transporte em fase líquida. Sabemos que um processo de transferência de massa durante a sinterização em fase líquida é a precipitação por dissolução. A transferência de massa de precipitação por dissolução pode ser dividida em dois tipos. Uma delas é a transferência de massa no mesmo grão, que se dissolve nas pontas afiadas do grão (ou na interface de contato com outros grãos) e se deposita em outras superfícies planas do grão através da transferência de fase líquida. A outra se deve ao tamanho desigual dos grãos dentro do tarugo, que faz com que os grãos pequenos se dissolvam devido à diferença de curvatura entre os grãos e se depositem nos grãos maiores por meio da transferência da fase líquida. O primeiro processo de transferência de massa provoca apenas alterações na forma dos grãos, enquanto o último processo de transferência de massa provoca o crescimento dos grãos (acompanhado pelo desaparecimento dos grãos finos). Neste ponto, o processo de adensamento do tarugo também é um processo de produção de grãos.

Contudo, o processo de sinterização em fase líquida mencionado acima tem como pré-requisito que a fase líquida possa molhar a fase sólida. Se a molhagem não for possível, embora uma fase líquida seja formada durante o processo de sinterização, ela só pode ser isolada entre fases sólidas e não pode formar uma fase contínua para encapsular a fase sólida, dificultando a formação de uma sinterização eficaz. Mas sob tais condições, os grãos ainda crescerão, contando não com a transferência de massa de dissolução, precipitação, mas com a migração de contornos de grãos sólidos e sólidos.

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