SIMULAZIONE NUMERICA ED EVIDENZA SPERIMENTALE DELLA ACCELERATA FORMAZIONE DI COLLI DURANTE LE FASI INIZIALI DELLA SINTERIZZAZIONE ASSISTITA DA MICROONDE DI POLVERI METALLICHE

Abstract

Abbinando ai risultati sperimentali la simulazione numerica della distribuzione del campo elettromagnetico durante la sinterizzazione di compatti di polveri metalliche e di compositi contenenti particelle metalliche, è stato possibile dimostrare l'esistenza di un'accelerata formazione di colli durante le fasi iniziali della sinterizzazione a microonde. I principali fenomeni coinvolti risultano essere la concentrazione del campo elettromagnetico nelle zone tra le particelle conduttive, e l'assorbimento diretto di microonde entro la skin depth delle particelle metalliche. Questa concentrazione locale del campo elettrico, in particolare, che ha luogo esattamente nelle zone di formazione dei colli, può raggiungere intensità tali da superare la rigidità dielettrica del mezzo (aria, legante o matrice vetrosa), favorendo quindi fenomeni di scarica, come archi elettrici o formazione locale di plasma, i quali sono in grado di attivare, durante la sinterizzazione, meccanismi di trasporto di materia più efficienti. Sono stati simulati numericamente e provati sperimentalmente tre differenti casi, con lo scopo di studiare l'effetto di dimensione e forma delle particelle metalliche: sinterizzazione di sfere micrometriche di acciaio ed ottone, sinterizzazione di sfere millimetriche di metalli puri e di ottone, sinterizzazione di compositi a matrice vetrosa rinforzati con fibre metalliche.