Pulvermetallurgie

Abb. 3: Schritte des Sinterns zweier Teilchen
Der Dampfdruck über einer Flüssigkeitsoberfläche hängt wie oben erklärt von
der Krümmung ab. Diese Eigenschaft kann auch auf die
Leerstellenkonzentration im Festkörper übertragen werden.
Dabei ist die Leerstellenkonzentration in einem konkaven Oberflächenbereich
(Hals) größer und in einem konvexen Bereich (Kugel) kleiner als die
Gleichgewichtskonzentration in einem Bereich ohne Krümmung. Während des
Sintervorgangs schrumpft der Sinterkörper aufgrund der Diffusion von
Leerstellen zu den Korngrenzen. An den Korngrenzen angekommen wandern die
Leerstellen zu den Gefügegrenzen und annihilieren. Durch diesen Prozess
schrumpft der Sinterkörper.
Am Ende des Sinterns ist keine Reduktion der Porosität mehr zu beobachten.
Aufgrund der immer größer werdenden Körner ist die Strecke von der Pore zur
Korngrenze so groß, dass die Leerstellen diese Strecke nicht mehr absolvieren
können. Die Poren lagern sich somit in den Körner an und wachsen. Es entsteht
ein Gefüge mit vielen Poren in den Körnern und wenigen an den Korngrenzen.
Um ungewollte Reaktionen zwischen Pulver und Atmosphäre zu vermeiden wird
der Sinterprozess unter Schutzgas durchgeführt. Welches Schutzgas
Verwendung findet richtet sich nach dem Material des Pulvers. Es gibt
unzählige Möglichkeiten für verschiedene Materialien, welche in Tabellen
nachgeschaut werden können.
2.2 Aluminiumschäume
Eine weitere Anwendung der Pulvermetallurgie ist die Herstellung von
Aluminiumschäumen. Schäume zeigen neben einer Gewichtsreduzierung auch
eine Erhöhung der Steifigkeit, allerdings nur bei Plattenbiegung, eine gute
Stoßabsorption und gute thermische Isolierung.
Diese können unter anderem nach dem IFAM Verfahren hergestellt. Hierbei
wird zu einem Aluminiumpulver ein Treibmittel (TiH 2 ) gemischt und verdichtet.
Ein verdichtetes Bauteil kann im Anschluss bei Temperaturen von 700-800°C in
einem Ofen zum Aufschäumen gebracht werden.
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