FAST/Flash eröffnet neue Perspektiven für die industrielle Anwendung des feldunterstützten Sinterns

FAST/SPS-Schnellsinterverfahren ermöglichen hohe Aufheizraten mit minimalen Temperaturgradienten und damit die wirtschaftliche Herstellung auch großflächiger Bauteile aus Werkstoffen mit einzigartigen Zusammensetzungen und Eigenschaften. Grund für die FAST/SPS-immanenten Vorteile ist die homogene Erwärmung des Bauteilvolumens, sofern der Werkstoff eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit aufweist. Je nach Stoffsystem sind darüber hinaus aber auch andere sinteraktivierende Effekte des elektrischen Feldes möglich, so dass auch viele keramische Werkstoffe mit halbleitenden und insbesondere ionenleitenden Eigenschaften von FAST/SPS profitieren, obwohl deren geringe elektrische Leitfähigkeit die In-situ-Erwärmung im niedrigen Temperaturbereich häufig verhindert. Neue Forschungsarbeiten zeigten, dass solche Werkstoffe bei Laborbedingungen sogar innerhalb weniger Sekunden verdichten können (Flash Sintering), sobald eine kritische Kombination von Temperatur und elektrischer Feldstärker erreicht ist. Die hier gezeigten Ergebnisse demonstrieren, dass dieser Effekt auch unter praxisnahen FAST/SPS-Bedingungen auftritt, d.h. bei einem Pulverpressing in einer Pressmatrize unter Presskraft. Folgerichtig wird diese Verfahrensvariante als FAST/Flash bezeichnet. Es eröffnet bei entsprechender anlagentechnologischer Umsetzung die Möglichkeit einer effizienten industriellen Herstellung großflächiger Bauteile auch aus den bisher für FAST/SPS wenig geeigneten halb- oder ionenleitenden Werkstoffen wie z.B. SiC, B4C oder ZrO2.