焼結 ― 粉がくっついて緻密になるまで

粉からセラミックスをつくるときは,まず原料の粉を混ぜて焼く仮焼で目的の化合物にし,その粉を成形して融点より低い温度で固体にする焼結を行います. ①では仮焼で,接した 2 種類の粉が原子の拡散で混ざり,秩序化合物か固溶体になる様子を見ます. ②から⑦では焼結を 2 粒子の模式図と緻密化曲線で見ていきます.②で駆動力が表面エネルギーの減少であることを確かめ,③でネック成長の速さが物質移動の機構によって違うこと, ④で物質源が粒子表面か粒界かで,収縮するかどうかが決まることを見ます.⑤⑥では緻密化曲線を描いて粒成長が気孔を置き去りにすると緻密化が止まることを,⑦では焼結を助ける手法の効き方を比べます.

東京理科大学 望月研究室 / ⑤⑥⑦の緻密化曲線は,Coble の中期段階モデルを借りた式を教育用の係数でその場で数値積分したもので,傾向を見るためのものです. 詳しい説明と出典は解説ページ(焼結の理論)にあります.