세라믹 소결 과정에서 질량 변화는 거의 없지만 부피 감소율은 40%를 초과할 수 있으며, 이는 세라믹 밀도를 증가시키는 핵심 요인입니다. 그렇다면 세라믹 소결 시 부피가 줄어드는 이유는 무엇일까요?
가스 배출 및 기공 감소:세라믹은 원료 분말로부터 소결되며, 원료 분말과 세라믹 본체 모두 일정량의 가스와 기공을 포함하고 있습니다. 고온 소결 조건에서 본체 내의 많은 양의 가스가 배출되고 기공이 감소하거나 심지어 사라지면서 세라믹의 부피가 줄어들고 밀도가 증가합니다.
수분 및 불순물 휘발:세라믹 소성에 사용되는 원료 분말은 다양하며, 포함된 불순물의 양도 다르지만, 일반적으로 불순물 함량은 낮습니다. 일부 불순물은 고온 환경에서 분해되어 휘발되면서 세라믹 원료 입자가 더 밀착되어 세라믹 부피가 줄어듭니다.
입자 이동 및 구조 재구성:고온 소결 과정에서 세라믹의 결정 구조는 더 안정적인 상태로 변화하고, 원료 입자의 이동성이 점차 증가합니다. 이 과정에서 원료 입자는 원래의 그린 바디의 공극과 가스, 불순물, 물의 휘발 후 남은 구멍을 자발적으로 채워 세라믹 부피가 감소하고 밀도가 증가합니다.
세라믹 소결 과정에서 가스, 물, 불순물의 손실은 세라믹 품질의 어느 정도 저하를 유발하지만, 품질 감소는 매우 작습니다. 이에 비해 세라믹 부피의 감소율은 40%에 달할 수 있으므로, 소결 과정에서 세라믹 밀도가 현저히 증가하며, 따라서 밀도는 세라믹 소결 정도의 중요한 지표가 되었습니다.
