O efeito da sinterização na cerâmica é principalmente a redução da porosidade e o aumento de várias propriedades, como a resistência, a condutividade eléctrica, a transparência e a condutividade térmica. Este processo envolve a consolidação de partículas cerâmicas através do calor e, por vezes, da pressão, conduzindo a um material mais denso e mais forte.
Redução da porosidade:
Durante a sinterização, a difusão de átomos faz com que a interface entre as partículas de pó desapareça, formando uma ligação de pescoço e, eventualmente, eliminando pequenos poros. Esta densificação é impulsionada pela diminuição da energia livre total devido à redução da área de superfície e da energia livre de superfície. A substituição da interface sólido-vapor por uma interface sólido-sólido diminui o estado de energia do material. Este processo é mais eficaz com tamanhos de partículas mais pequenos devido a alterações de energia mais elevadas associadas a raios de curvatura mais pequenos.Melhoria das propriedades do material:
A área de ligação associada à dimensão das partículas é crucial para propriedades como a resistência e a condutividade. A sinterização consolida a estrutura pulverulenta do material, levando a uma redução da porosidade e a um aumento da densidade. Esta consolidação é facilitada por temperaturas elevadas e pode ser ainda mais reforçada pela presença de uma fase líquida durante a sinterização. Por exemplo, a zircónia transforma-se de um estado cristalino monoclínico para um estado cristalino politetragonal durante a sinterização, aumentando significativamente a sua densidade, resistência e translucidez.
Variáveis de controlo:
As principais variáveis controladas durante a sinterização são a temperatura e o tamanho inicial do grão, uma vez que a pressão de vapor depende da temperatura. A aplicação de pressão pode diminuir o tempo de sinterização e a porosidade resultante, embora a sinterização sem pressão também seja possível com determinadas técnicas e materiais.
Aplicação no fabrico de cerâmica:
