A sinterização é um processo que aumenta significativamente a resistência dos materiais.
Isto é conseguido através da redução da porosidade e da promoção da formação de ligações fortes entre as partículas.
Este processo é particularmente eficaz na criação de materiais de elevada resistência, tais como lâminas de turbinas e componentes com elevada resistência ao manuseamento mecânico.
Qual é a força da sinterização? 4 factores-chave explicados
1. Redução da porosidade
Durante a sinterização, o processo reduz efetivamente a porosidade do material.
Isto é conseguido através da difusão de átomos, o que faz com que a interface entre as partículas de pó desapareça.
À medida que o material se densifica, a área de superfície diminui, levando a uma redução da energia livre de superfície.
Esta mudança é causada pela substituição da interface sólido-vapor por uma interface sólido-sólido, que tem um estado de energia mais baixo.
A redução da porosidade contribui diretamente para o aumento da resistência, uma vez que minimiza os pontos fracos e os vazios no interior do material.
2. Formação de ligações fortes
A sinterização promove a formação de ligações fortes entre as partículas.
Inicialmente, as partículas de pó vizinhas são mantidas juntas por soldaduras a frio, o que confere ao compacto uma "resistência verde".
À temperatura de sinterização, os processos de difusão fazem com que se formem e cresçam pescoços nestes pontos de contacto, reforçando as ligações entre as partículas.
Este mecanismo de sinterização em estado sólido é crucial para aumentar a resistência à tração, a resistência à fadiga por flexão e a energia de impacto do material.
3. Influência do tamanho das partículas
As propriedades de resistência e condutividade dos materiais sinterizados são significativamente influenciadas pelo tamanho das partículas.
As partículas mais pequenas aumentam a transferência de material devido a alterações de pressão e a diferenças de energia livre através da superfície.
Isto é particularmente eficaz quando o raio de curvatura é inferior a alguns microns, realçando a importância da utilização de materiais de grão fino nas tecnologias cerâmicas.
4. Variáveis controladas
A resistência dos materiais sinterizados pode ser ainda mais optimizada através do controlo de variáveis como a temperatura e o tamanho inicial do grão.
Uma vez que a pressão de vapor depende da temperatura, o ajuste destes parâmetros pode levar a um melhor controlo do processo de densificação e da resistência final do material.
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