إن الغرض من التلبيد في السيراميك هو تحويل المواد الخزفية إلى أشكال أكثر كثافة وقوة ومتانة من خلال تطبيق الحرارة وأحيانًا الضغط. تقلل هذه العملية بشكل كبير من المسامية وتعزز خصائص مختلفة مثل القوة والتوصيل الكهربائي والشفافية والتوصيل الحراري.
شرح تفصيلي:
-
تحويل بنية المواد:
-
أثناء التلبيد، يتم تسخين المواد الخزفية إلى درجات حرارة أقل من درجة انصهارها. يؤدي هذا التسخين إلى ترابط الجسيمات بشكل أكثر إحكامًا، مما يؤدي إلى تكوين بنية أكثر كثافة. على سبيل المثال، يتحول الزركونيا، الذي يبدأ كبنية بلورية أحادية السلسلة، إلى حالة متعددة الزوايا عند حوالي 1100 درجة مئوية إلى 1200 درجة مئوية. ينتج عن هذا التحول مادة صلبة وقوية للغاية، مع تحسين الشفافية.تقليل المسامية:
-
تتضمن عملية التلبيد تقليل أو إغلاق المسام داخل المادة الخزفية. ويعد هذا الانخفاض في المسامية أمرًا بالغ الأهمية لأنه يؤدي إلى مادة ذات كثافة أعلى مع خصائص ميكانيكية أفضل. وتتمثل القوة الدافعة وراء هذا التكثيف في انخفاض مساحة السطح والطاقة الحرة السطحية، وهو ما يحدث عندما يتم استبدال الواجهة الصلبة-البخارية بواجهات صلبة-صلبة.
-
تعزيز الخصائص:
-
لا يقلل التلبيد من المسامية فحسب، بل يعزز أيضًا الخصائص الأخرى للمادة الخزفية. على سبيل المثال، يمكنها تحسين القوة والتوصيل الكهربائي والشفافية والتوصيل الحراري. هذه التحسينات ضرورية لوظائف ومتانة منتجات السيراميك. في بعض الحالات، يمكن تصميم التلبيد للحفاظ على خصائص معينة مثل امتصاص الغاز، وهو أمر مفيد في تطبيقات مثل المرشحات أو المحفزات.الانكماش والتشكيل النهائي:
ينطوي التلبيد عادةً على قدر كبير من انكماش المواد، والذي يمكن أن يصل إلى 25% في حالة الزركونيا. هذا الانكماش هو جانب مهم من جوانب العملية التي يجب إدارتها بعناية لضمان أن المنتج النهائي يلبي المواصفات المطلوبة. يمكن دمج عملية التلبيد مع قوى أخرى مثل الضغط أو التيارات الكهربائية لزيادة تحسين خصائص المادة وشكلها.
