NETZSCH Termica Neo presenterar sintring av tät keramik

Vad händer inuti en keramik under sintringen?

Temperaturgradienter, densitetsvariationer och förändringar i värmeflödet påverkar alla den slutliga mikrostrukturen.
Hittills har dessa dynamiska processer varit dolda – man har endast kunnat uppskatta dem utifrån krympningskurvor eller densitetsmätningar.

NETZSCH Termica Neo ändrar på det. Programmet omvandlar sintringskinetiken till 3D-kartor över temperatur, förtätningshastighet och värmeöverföring, vilket visar hur ditt material konsolideras lager för lager.

3D-simulering av temperatur och sintringsgrad i kiselnitrid (Si₃N₄) som visar värme- och förtätningsfält under keramisk sintring. — Figur: 3D-simuleringsbild som visar temperatur- och sintringsgradsfälten i Si₃N₄.

Utmaningen med sintringssimulering

SintringSintring är en tillverkningsprocess för att forma en mekaniskt stark kropp av ett keramiskt eller metalliskt pulver. Sintring är mer än bara uppvärmning. Det är en kombination av diffusion, porositet och Termisk konduktivitetVärmekonduktivitet (λ med enheten W/(m-K)) beskriver transporten av energi - i form av värme - genom en masskropp som ett resultat av en temperaturgradient (se fig. 1). Enligt termodynamikens andra huvudsats strömmar värme alltid i riktning mot den lägre temperaturen.värmeledningsförmåga, där varje faktor förändras med temperaturen och densiteten.
En jämn ugnstemperatur innebär inte nödvändigtvis en jämn förtätning. Kärnan kan hamna efter eller överhettas beroende på geometri och värmeöverföring.

Programvaran Termica Neo från NETZSCH kopplar dynamiskt samman dessa fenomen:

Importerar Kinetics Neo - -modeller för sintringshastighet mot temperatur.
Tar hänsyn till densitetsberoende Termisk konduktivitetVärmekonduktivitet (λ med enheten W/(m-K)) beskriver transporten av energi - i form av värme - genom en masskropp som ett resultat av en temperaturgradient (se fig. 1). Enligt termodynamikens andra huvudsats strömmar värme alltid i riktning mot den lägre temperaturen.värmeledningsförmåga.
Simulerar temperatur, sintringshastighet och sintringsgrad (α) i 2D- eller 3D-rummet.

Fallstudie: Kiselnitrid (Si₃N₄)

Simuleringar med Termica Neo visar en dramatisk ökning av värmeledningsförmågan – ungefär 25 gånger högre från det gröna till det fullständigt sintrade materialet. Denna förändring påverkar det inre värmeflödet och påskyndar förtätningen vid ytan. Modellen förutspår:

~17 % längdkrympning,
40 % ökning av densiteten,
att temperatur- och förtätningsfronterna rör sig inåt.

Slutsatsen: kontrollera uppvärmningshastigheter och uppehållstider för att uppnå homogenitet utan mikrosprickor, inte bara total förtätning.

Fallstudie: Optimering av zirkoniumoxid

Termica Neo testade flera uppvärmningsprofiler för zirkoniumoxid. Ett optimerat sintringsprogram på 72 minuter resulterade i jämna temperatur- och förtätningsfält med minimal spänning.
Ojämna profiler visade på kallare kärnor och fördröjda sintringsfronter. Dessa är viktiga indikatorer för att justera processen.

Simulering av sintring av zirkoniumoxid med 2D-värmekartor över temperatur, sintringshastighet och förtätningsgrad med hjälp av programvar NETZSCH Termica Neo. — Figur: Zirkoniumoxidfodral med 2D-kartor över temperatur, sintringshastighet och sintringsgrad.

Läs mer om alla fallstudier i vår nya broschyr:

Ladda ner broschyren

Varför det är viktigt

Sintringen avgör den slutliga prestandan. Termica Neo hjälper dig att:

Visualisera temperatur- och förtätningsgradienter i realtid.
Optimera uppvärmningshastigheter, hålltider och kylning för en jämn TäthetMassdensiteten definieras som förhållandet mellan massa och volym. densitet.
Förutse krympningsbeteende och zoner med termisk spänning.
Förkorta utvecklingscyklerna och minska antalet kostsamma testserier.

Det ger den tydligaste inblicken någonsin i vad som verkligen händer inuti din keramiska komponent.

Fördelarna med Termica Neo

Direkt import av kinetiska data från programvaranKinetics Neo
2D/3D-visualisering av temperatur, förtätning och sintringshastighet
Modellering av densitetsberoende Termisk konduktivitetVärmekonduktivitet (λ med enheten W/(m-K)) beskriver transporten av energi - i form av värme - genom en masskropp som ett resultat av en temperaturgradient (se fig. 1). Enligt termodynamikens andra huvudsats strömmar värme alltid i riktning mot den lägre temperaturen.värmeledningsförmåga
Realistisk optimering av värmebehandlingscykler
Färre ugnstester | Högre utbyte | Förutsägbar prestanda

Om den här bloggserien

Detta inlägg avslutar bloggserien ” NETZSCH ” med titeln ”Den nya dimensionen inom termisk analys med Termica Neo”. Här kan du se hela serien i korthet:

Från kinetisk modell till praktisk tillämpning — omvandla 1-D-data till 3-D-insikter.
Uppskalning och säkerhet — förutsäga okontrollerade reaktioner innan de inträffar.
Polymerhärdning — Hur Termica Neo gör härdningen synlig
Kristallisering av termoplast– Att förstå PA12 under kylning
Sintring av keramik – att uppnå enhetlig förtätning

--------------------------

Användbara länkar:

Skaffa din kostnadsfria demoversion:Begär en demoversion av Temica Form – NETZSCH Termica Neo

Ladda ner den nya broschyren för att lära dig mer:Termica Neo-broschyr

Direktkontakt:Funktionsförslag – NETZSCH Kinetics Neo

Läs mer:Termica Neo – NETZSCH Termica Neo

Ladda ner broschyren om Termica Neo Besök Termica Neos webbplats för mer information

Det här webbinariet kan vara av intresse för dig:

Please accept Marketing Cookies to see that Video.

Beskrivning

Dessa blogginlägg kan också vara av intresse

Dela den här artikeln: