تلبيد
| وليد خليفة |
| ساهم بشكل رئيسي في تحرير هذا الموضوع |
التلبيد (Sintering) هوتسخين كمية مضغوطة من مسحوق إلى درجة حرارة تقرب من درجة انصهارها دون حتى تبلغها، حتى تتلاصق جزيئاتها وتنخفض مساميتها وتزداد مقاومتها الميكانيكية (يسمى هذا تلبيد الفترة الصلبة) ، ويستخدم التلبيد بشكل تقليدى في صناعة المشغولات الخزفية وله أيضا استخدامات في متالورجيا المساحيق وهناك صنف خاص من التلبيد لا يقتصر على الحالة الصلبة ومع ذلك ما يزال يشكل جزءا من متالورجيا المساحيق وهوتلبيد الحالة السائلة (liquid state sintering) وفيه يتواجد أحد المكونات (وليست كلها) في الحالة السائلة، ويستخدم تلبيد الحالة السائلة لعمل الكربيدات المسمنتة (cemented carbides) وكربيد التنجستين على سبيل المثال.
فالبرونز الملبد باﻷخص يستخدم غالبا لصناعة كراسى التحميل حيث تسمح مساميته للمزلقات بأن تنساب من خلاله أوتظل محتجزة داخله، ويستخدم التلبيد في تصنيع المواد المرتفعة نقطة الانصهار مثل التفلون والتنجستين اذا لم تتوفر كيفية تصنيع بديلة وفى مثل هذه الحالات تفضل المسامية المنخفضة جدا ويمكن تحقيق هذا بالتلبيد. ويستخدم البرونز والصلب المقاوم للصدأ الملبدين كمرشحات في التطبيقات مرتفعة درجة الحرارة مع الاحتفاظ بالقدرة على استعادة مادة المرشح، فتستخدم مرشحات الصلب المقاوم للصدأ لترشيح البخار في الصناعات الغذائية والدوائية .
فى معظم الأحيان تزداد كثافة مجموعة من الحبيبات عند سريانها في الفجوات مسببة نقص في الحجم الاجمالى ، فتحرك المادة أثناء التلبيد يؤدى إلى نقص في المسامية الكلية من خلال اعادة الرص داخل المادة الملبدة يتبعه انتنطق للمادة بسبب التبخر والتكثف والانتشار ، وفى المراحل النهائية تنتقل ذرات الفلز خلال حدود البلورات حتى سطح المسام الداخلية مما يؤدى لإعادة توزيع الكتلة من داخل الكتل إلى حوائط المسام لتمليسها ، والقوة الدافعة لهذه الحركة هى الشد السطحى (التوتر السطحى).
يستطيع المتخصصون في المتالورجيا تلبيد معظم ، ان لم يكن جميع ، الفلزات ، وينطبق هذا بوجه خاص على الفلزات النقية المنتجة خلال عمليات تفريغ ولا تعانى من تلوث السطح. ويتلبد أيضا الكثير من المواد اللافلزية مثل الزجاج والألومينا والزركونيا والسيليكا والمغنسيا والجير وأكسيد البريليوم وأكسيد الحديديك ومركبات عضوية متنوعة مثل البوليمرات. ويمكن بالتلبيد مع إعادة التشكيل الحصول على مدى كبير من خواص المواد. فتغيرات الكثافة والسبائكية والمعالجات الحرارية قادرة على تبديل الخصائص الطبيعية للمنتجات المتنوعة. عملى سبيل المثال لا تتأثر مقاومة الشد (En) لمساحيق الحديد الملبدة بزمن التلبيد ولا السبائكية ولا حجم حبيبات المسحوق الأصلية ولكنها تعتمد على كثافة النتج النهائى (D) طبقاً للعلاقة:
En/E = (D/d)3.4
حيث E هى معامل المرونة وd هى أقصى كثافة للحديد.
مميزات خاصة بتكنولوجيا المساحيق
من المميزات الخاصة بهذه التكنولوجيا ما يلى:
- امكانية استخدام مواد عالية النقاوة وعالية التجانس كمكونات ابتدائية
- الاحتفاظ بالنقاوة بسبب الطبيعة المحدودة لخطوات التصنيع اللاحقة
- تثبيت تفاصيل العمليات المتكررة بالتحكم في حجم الحبيبات في المراحل الأولى
- غياب تصفف (تسلسل) الجسيمات المعزولة والتضمنات كما يحدث غالبا في الحالة المصهورة
- لا توجد حاجة للتشكيل لإحداث استطالة اتجاهية للحبيبات
يوجد الكثير من المراجع عن تلبيد المواد الغير متشابهه للحصول على مركبات أطوار صلبة-صلبة أوخلطات من أطوار صلبة-مصهورة في فترة المعالجة. وأى مادة تنصهر يمكن أيضا تذريتها بوسائل انتاج المساحيق المتنوعة. وعند العمل باستخدام عناصر نقية، يمكن إعادة تدوير الخردة المتبقية من تصنيع الأجزاء من خلال عمليات انتاج المساحيق لإعادة استخدامها.
(يتبع)
تلبيد الخزف
انظر أيضاً
- Selective laser sintering, وهي تقنية rapid prototyping.
وصلات خارجية
- Particle-Particle-Sintering - a 3D lattice kinetic Monte Carlo simulation
- Sphere-Plate-Sintering - a 3D lattice kinetic Monte Carlo simulation
المصادر
- Kang, Suk-Joong L. (2005), Sintering (1st ed.), Oxford: Elsevier, Butterworth Heinemann, ISBN 0-7506-6385-5
- Kingery, W. David; Bowen, H. K.; Uhlmann, Donald R. (April 1976), Introduction to Ceramics (2nd ed.), John Wiley & Sons, Academic Press, ISBN 0-4714-7860-1
- Chiang, Yet-Ming; Birnie, Dunbar P.; Kingery, W. David (May 1996), Physical Ceramics: Principles for Ceramic Science and Engineering, John Wiley & Sons, ISBN 0-4715-9873-9
