Basınçsız Sinterleme:
Bu metot, pahalı bir ilave işleme prosesine gerek duymayan kompleks şekilli
yoğun seramik parçaların üretilebildiği nispeten ucuz bir basınçsız sinterleme yöntemidir. Bu
yöntem aynı zamanda seramik tozlarının basınçsız sinterlenmesi, istenen nihai kompozisyona uygun
hazırlanmış toz kompaktların yaklaşık olarak yüksek sıcaklıklarda 0.1MPa gibi bir basınç altında
sinterlenmesini içermektedir. Sıcak preslemedeki gibi katkı malzemeleri sıvı faz yoğunlaşma için
gereken şartları sağlar. Fakat basıncın yokluğunda sinterleme için itici güç yüzey enerjisindeki
azalmadır. Oluşan sıvı fazı miktarını ve tüm ikincil faz kompozisyonunu etkileyebilmekle birlikte
mukavemetle ilgili problemlere sebep olabilir.
Sıcak Presleme ve Sıcak İzostatik Presleme:
Sıcak izostatik presleme, ilk olarak özel alaşımlar,
sert metaller ve metal prosesleri için geliştirilmiştir. Seramik parçaların üretimi tekniğinin daha fazla
geliştirilmesi, 1700°C üzerindeki sıcaklıklarda daha gelişmiş bir yöntemi olan sıcak izostatik
presleme kullanılabilmektedir. Bu yöntem tam yoğun malzeme üretimini mümkün kılarken
yöntemin pahalılığı ve yüksek yatırım maliyeti önemli dezavantajlarıdır. Tüm durumlarda yine de
sıvı faz sinterleme ilavesine ihtiyaç olmakla birlikte çok daha küçük miktarda yeterlidir. Fakat daha
az miktarda katkı kullanılabilmesi sebebiyle, nihai özellikler diğer benzer proseslerde üretilen
seramik parçalara nazaran daha üstündür.
Gaz basınçlı sinterleme (GPS):
Bu metot yüksek sıcaklıklarda kararsız olan ve uçucu olan katkıları
içeren seramiklerin sinterlenmesinde kullanılan bir yöntemdir. Ayrıca, bu metot kullanılarak fazla
gaz basıncı uygulanarak uçucu ana malzemenin de ayrışması minimize edilebilir. GPS’in ilk
kullanıldığı malzemelerden birisi çeşitli katkılar içeren silisyum nitrür seramikleri olup 1700°C-
2000°C sıcaklık ve 0.1–70MPa basınç aralığın kullanılmıştır. Bir proje için kullanılacak sinterlemeprogramına karar verilirken, yüksek basıncın uygulanması kompakt parçanın gözeneklerinde kalan
yüksek basınçlı gaz ilk başta yoğunlaşmayı engelleyeceği unutulmamalıdır. Bu yüzden iki aşamalı
sinterleme adımı kullanılması önerilir. Bu aşamalardan ilkinde, malzemede kapalı gözenek
aşamasına ulaşılana kadar basınç uygulanmaz, daha sonra ise yoğunlaşma oluşumuna imkân
sağlamak amacıyla sinterlemenin geri kalanı için yüksek basınç uygulanır. Gaz basınçlı
sinterlemeyle ilgili hala bazı problemler olabilir. Örneğin ayrışma ve katkı malzemesi kaybı gözenek
oluşumuna sebep olabilir.
Spark (Kıvılcım) plazma sinterleme (SPS):
Yeni ve hızlı sinterleme metodu olan SPS son on yılda
bir çok araştırmacının büyük ilgisini çekmiştir. SPS sıcak preslemeye benzerdir. Çünkü sıcak
preslemede toz iki grafit zımba arasındaki bir silindirik grafit kalıp içerisine yerleştirilerek
yoğunlaştırılır. Hâlbuki SPS’deki ısıtma ne rezistans ne de indüksiyon ile değil Joule etkisiyledir.
Böylece yüksek yoğunluktaki akım, kalıp ve zımbalar (ve eğer iletkense toz) sayesinde akar. Buda
yüksek ısıtma ve soğutma hızına imkan sağlar. Bu esnada sinterleme süresi ve maksimum sıcaklıkta
bekleme zamanı düşebilir. Bu yüzden, tane büyümesi hızlı soğutma ve daha kısa bekleme süresiyle
sınırlanır. Daha kısa bekleme süresi de daha ince taneli bir mikro yapılı malzeme üretimine imkân
sağlar.
Tolga KARANFİL