سینتر سرد: مروری برفرآیند جدید سینتر نانو سرامیک ها در دمای کمتر از °c300

شاید استفاده از دو کلمۀ »سینتر « و »سرد « در کنار یکدیگر برای یک مهندس سرامیک یک تناقض آشکار به حساب آید چرا که در مهندسی سرامیک، فرآیند سینتر همواره با یک نوع فرآیند گرمادهی به ویژه در دماهای بالا همراه بوده است. اما اخیراً فرآیندی برای سینتر فوق دمای پایین سرامیک‌ها معرفی و توسعه یافته است که به فرآیند سینتر سرد (cold sintering process (csp)) معروف است. با کمک این فرآیند محدودۀ وسیعی از مواد سرامیکی را می توان تحت فشار mpa 500-100 و در دمای کمتر از °c300 سینتر کرد. توسعۀ این تکنیک به کاهش چشمگیر زمان و دمای فرآیند سینتر کمک می کند. همچنین استفاده از این روش می تواند نویدبخش کاهش قایل توجه هزینه‌های اقتصادی، میزان مصرف انرژی و اثرات مخرب زیست محیطی ناشی از استفاده از فرآیندهای متدوال سینتر سرامیک‌ها باشد. همچنین به دلیل دمای بسیار پایین سینتر، می‌توان انتظار ریزساختار و خواص ویژه‌ای از ترکیب را نیز داشت. این مقالۀ مروری در نظر دارد تا جدیدترین یافته‌های گزارش شده در مورد روش سینتر سرد برای ساخت نانوسرامیک ها را به صورت خلاصه ارائه نماید. در این مقاله تاریخچۀ فرآیند سینتر سرد، معرفی تجهیزات و اجزاء فرآیند، مکانیزم های پیشنهادی ارائه شده برای چگالش و نیز فرصت‌ها و چالش های این روش مورد بررسی و بحث قرار می گیرد. در انتها، برخی سرامیک های تولید شده با استفاده از این روش به طور مختصر با شرح پارامترهای فرآیندی معرفی خواهند شد.

Cold Sintering Process: New sintering technique for fabrication of nano-structured ceramics below 300 °C - A review

Due to the conventional understanding of sintering phenomenon in ceramic materials, considering two words of ldquo;cold rdquo; and ldquo;sintering rdquo; together may arise a doubt to a ceramic engineer since the usual sintering process has been accompanied by a heating regime at elevated temperatures. Recently, a new technique called Cold Sintering Process (CSP) has been introduced and developed as an ultralow temperature sintering technique for nanostructured ceramics. With the aim of this process, a variety of ceramic materials can be sintered under uniaxial pressure of 100500 MPa and at temperatures up to 300 °C. The development of CPS helps to reduce the sintering time and temperature significantly. In addition, this is a promising method for reducing the economic costs, the amount of energy consumption and the environmental damages caused by the use of conventional sintering processes. Besides, some especial microstructures and properties can be expected from ceramics fabricated by CSP method due to such lowsintering temperatures. This review article aims to summarize the latest finding on the cold sintering process for the fabrication of nanostructured ceramics. The history of CPS, introduction of equipment and process components, proposed mechanisms for densification as well as opportunities and challenges are analyzed and discussed. Some ceramic materials which were produced using this method are briefly described with process parameters.