تلبيد

وليد خليفة

ساهم بشكل رئيسي في تحرير هذا المقال

التلبيد (Sintering) هو تسخين كمية مضغوطة من مسحوق إلى درجة حرارة تقرب من درجة انصهارها دون أن تبلغها، حتى تتلاصق جزيئاتها وتنخفض مساميتها وتزداد مقاومتها الميكانيكية (يسمى هذا تلبيد المرحلة الصلبة) ، و يستخدم التلبيد بشكل تقليدى في صناعة المشغولات الخزفية و له أيضا استخدامات في متالورجيا المساحيق و هناك صنف خاص من التلبيد لا يقتصر على الحالة الصلبة و مع ذلك ما يزال يشكل جزءا من متالورجيا المساحيق و هو تلبيد الحالة السائلة (liquid state sintering) و فيه يتواجد أحد المكونات (و ليست كلها) في الحالة السائلة، ويستخدم تلبيد الحالة السائلة لعمل الكربيدات المسمنتة (cemented carbides) و كربيد التنجستين على سبيل المثال.

فالبرونز الملبد باﻷخص يستخدم غالبا لصناعة كراسى التحميل حيث تسمح مساميته للمزلقات بأن تنساب من خلاله أو تبقى محتجزة داخله، ويستخدم التلبيد في تصنيع المواد المرتفعة نقطة الانصهار مثل التفلون والتنجستين اذا لم تتوفر طريقة تصنيع بديلة وفى مثل هذه الحالات تفضل المسامية المنخفضة جدا ويمكن تحقيق هذا بالتلبيد. ويستخدم البرونز والصلب المقاوم للصدأ الملبدين كمرشحات في التطبيقات مرتفعة درجة الحرارة مع الاحتفاظ بالقدرة على استعادة مادة المرشح، فتستخدم مرشحات الصلب المقاوم للصدأ لترشيح البخار في الصناعات الغذائية والدوائية .

فى معظم الأحيان تزداد كثافة مجموعة من الحبيبات عند سريانها في الفجوات مسببة نقص في الحجم الاجمالى ، فتحرك المادة أثناء التلبيد يؤدى إلى نقص في المسامية الكلية من خلال اعادة الرص داخل المادة الملبدة يتبعه انتقال للمادة بسبب التبخر و التكثف و الانتشار ، وفى المراحل النهائية تنتقل ذرات الفلز خلال حدود البلورات حتى سطح المسام الداخلية مما يؤدى لإعادة توزيع الكتلة من داخل الكتل إلى حوائط المسام لتمليسها ، و القوة الدافعة لهذه الحركة هى الشد السطحى (التوتر السطحى).

يستطيع المتخصصون في المتالورجيا تلبيد معظم ، ان لم يكن كل ، الفلزات ، و ينطبق هذا بوجه خاص على الفلزات النقية المنتجة خلال عمليات تفريغ و لا تعانى من تلوث السطح. و يتلبد أيضا العديد من المواد اللافلزية مثل الزجاج و الألومينا و الزركونيا و السيليكا و المغنسيا و الجير و أكسيد البريليوم و أكسيد الحديديك و مركبات عضوية متنوعة مثل البوليمرات. و يمكن بالتلبيد مع إعادة التشكيل الحصول على مدى كبير من خواص المواد. فتغيرات الكثافة و السبائكية و المعالجات الحرارية قادرة على تبديل الخصائص الطبيعية للمنتجات المختلفة. فعلى سبيل المثال لا تتأثر مقاومة الشد (En) لمساحيق الحديد الملبدة بزمن التلبيد ولا السبائكية ولا حجم حبيبات المسحوق الأصلية و لكنها تعتمد على كثافة النتج النهائى (D) طبقاً للعلاقة:

                    E_n/E = (D/d)^3.4

حيث E هى معامل المرونة و d هى أقصى كثافة للحديد.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

مميزات خاصة بتكنولوجيا المساحيق

من المميزات الخاصة بهذه التكنولوجيا ما يلى:

امكانية استخدام مواد عالية النقاوة و عالية التجانس كمكونات ابتدائية
الاحتفاظ بالنقاوة بسبب الطبيعة المحدودة لخطوات التصنيع اللاحقة
تثبيت تفاصيل العمليات المتكررة بالتحكم في حجم الحبيبات في المراحل الأولى
غياب تصفف (تسلسل) الجسيمات المعزولة و التضمنات كما يحدث غالبا في الحالة المصهورة
لا توجد حاجة للتشكيل لإحداث استطالة اتجاهية للحبيبات

يوجد العديد من المراجع عن تلبيد المواد الغير متشابهه للحصول على مركبات أطوار صلبة-صلبة أو خلطات من أطوار صلبة-مصهورة في مرحلة المعالجة. و أى مادة تنصهر يمكن أيضا تذريتها بوسائل انتاج المساحيق المختلفة. و عند العمل باستخدام عناصر نقية، يمكن إعادة تدوير الخردة المتبقية من تصنيع الأجزاء من خلال عمليات انتاج المساحيق لإعادة استخدامها.

(يتبع)

تلبيد الخزف

انظر أيضاً

Selective laser sintering, وهي تقنية rapid prototyping.

وصلات خارجية

المصادر

Kang, Suk-Joong L. (2005), Sintering (1st ed.), Oxford: Elsevier, Butterworth Heinemann, ISBN 0-7506-6385-5

Kingery, W. David; Bowen, H. K.; Uhlmann, Donald R. (April 1976), Introduction to Ceramics (2nd ed.), John Wiley & Sons, Academic Press, ISBN 0-4714-7860-1

Chiang, Yet-Ming; Birnie, Dunbar P.; Kingery, W. David (May 1996), Physical Ceramics: Principles for Ceramic Science and Engineering, John Wiley & Sons, ISBN 0-4715-9873-9