تف جوشی یا زینترینگ چیست؟
امروزه یکی از برترین روش های شکل دهی و یا به عبارت دیگر تغییر شکل مواد فلزی تف جوشی یا زینترینگ می باشد. به عنوان مثال افراد و تولیدکنندگان با ذوب و یا عملیات حرارتی فلزات و برخی از مواد یک یا چند تکه از ذرات را به یکدیگر می چسبانند. از طرف دیگر می توان گفت برای شکل دهی به مواد فلزی بر اثر حرارت و فشار، ذرات یک یا چندین ماده به صورت سطحی ذوب می شوند و یک ماده جامد و پر کاربرد تولید می شود. بنابراین به دلیل این که انرژی آزاد ذرات و موادی که به یکدیگر چسبیده اند بسیار زیاد است، از تف جوشی یا زینترینگ استفاده می کنند. چرا که این کار می تواند سبب کاهش انرژی آزاد مواد و ذرات شود.
به عبارت دیگر امروزه با استفاده از تف جوشی انرژی آزاد سطح مواد کاهش پیدا می کند. علاوه بر این زینترینگ فرایندی است که در نتیجه آن یک توده و یا جرم جامد بر اثر حرارت دیگر مواد و یا وارد کردن فشار به آن ها ایجاد می شود. این روش همانند استخراج سنگ آهن از معدن های مختلف دارای سختی بسیار است. به همین منظور نیاز به تجربه و مهارت بسیار دارد. اما می توان گفت این ماده در محیط های مختلف به چشم می آید. به عنوان مثال می توان گفت در قالب های یخ که به یکدیگر چسبیده اند، زینترینگ دیده می شود.
فرایند زینترینگ به گونه ای است که ذرات و مواد پودر شده متراکم بر اثر فشار و یا حرارت توده جامد به وجود می آورند که آن را تف جوشی یا زینترینگ می نامند. یکی از مهم ترین مزایا و فواید این روش و فرایند، افزایش استحکام و مقاومت فشاری می باشد. اما می توان گفت مراحل زینترینگ پیچیده و دشوار هستند. بنابراین پودر و ذرات هنگام گرم شدن تمامی مراحل زینترینگ را به سختی پشت سر می گذارند. در ادامه برای آشنایی بیشتر با این محصول کاربرد، مزایا، محیط هایی که از این محصول استفاده می کنند، معرفی می کنیم.
محیط های استفاده از تف جوشی
برای استفاده از تف جوشی یا زینترینگ و پشت سر گذاشتن مراحل مختلف آن، می بایستی از محیط های کنترل شده و مناسب استفاده شود. به همین منظور محیط های تحت کنترل این محصول می بایستی از شرایط زیر برخوردار باشند:
- محیط و مکان استفاده از این محصول می بایستی از اکسید شدن مواد و فلزات جلوگیری کند. چرا که این گونه در مرحله ذوب و حرارت تداخل هایی ایجاد می شود.
- محیطی که برای مواد و محصولات مورد استفاده قرار می گیرد، می بایستی از هرگونه کربن زدایی روی آن مواد و نمونه ها جلوگیری کند. به عبارت دیگر آن محیط نباید هیچ گونه واکنشی روی مواد و نمونه ها ایجاد کند.
- محیط و مکان مورد استفاده می بایستی از تغییر ترکیب مواد و ذرات جلوگیری کند. همچنین آلودگی هایی که بر اثر حرارت و گرما دادن مواد و ذرات ایجاد می شوند، با محصول یا نمونه واکنش نشان ندهد.
- محیط و مکان تحت کنترل می بایستی آلودگی و آلاینده هایی که در فضا وجود دارد، از بین ببرد. چرا که از بین بردن آلودگی ها می تواند از تغییر ترکیب مواد جلوگیری کند.
با توجه به مواردی که بیان کردیم افراد می بایستی برای پشت سر گذاشتن هر یک از مراحل مختلف تف جوشی، شرایط محیط و مکان های مختلف را در نظر بگیرند. چرا که اینگونه می توانند از هرگونه آلاینده، تغییر ترکیبات مواد و یا واکنش محصولات و نمونه ها جلوگیری کنند.
کاربردهای تف جوشی یا زینترینگ
یکی از اصلی ترین موارد استفاده از تف جوشی، استفاده از آن در فاز مایع می باشد. به عبارت دیگر در فاز مایع برخی از محصولات و کالا های صنعتی و تجاری از این فرآیند استفاده می کنند. همچنین یکی دیگر از مهم ترین و اولین کاربرد های زینترینگ در گذشته، تولید و طراحی آجر های ساختمانی با خاک رس بوده است. بنابراین امروزه کاربرد و مزایای این فرآیند و روش متنوع تر شده است. این فرایند مفید دارای سرعت و عملکرد بسیار بالایی است. به همین منظور یکی از اصلی ترین مزایا و قابلیت های آن در فاز مایع به چشم می آید. به عبارت دیگر می توان گفت در فاز مایع به دلیل اینکه نیاز به سرعت عمل بسیار بالا است، از فر این فرآیند و روش استفاده می کنند. علاوه بر این، این فرآیند دارای مزایا و فواید دیگر نیز می باشد.
از مهم ترین آن ها می توانیم به موارد زیر اشاره کنیم
- در فرایند تف جوشی یا زینترینگ امکان تغییر ریز ساختاری مواد و ذرات وجود دارد. چرا که اندازه و حجم مواد هنگام این فرایند قابل کنترل می باشد. بنابراین افراد جهت بهبود عملکرد و خواص ذرات می توانند به تغییر ساختاری مواد بپردازند.
- همان طور که در مطالب بالا بیان کردیم، این فرایند سخت و دشوار است. به عبارت دیگر در فاز مایعی که فرایند زینترینگ دارای سختی است، آن فاز نیز از سختی بسیاری برخوردار است. لذا تولیدکنندگان و افرادی که از این فرایند استفاده می کنند، در تلاش هستند که به انتخاب و استفاده از فرایندی با رفتار نرم بپردازند. لذا انتخاب چنین فرایندی یکی دیگر از مهم ترین مزایا و فواید زینترینگ می باشد.
فرایند و روش های مختلف زینترینگ
فرایند تف جوشی از برترین روش و فرایندهای تغییر شکل مواد سرامیکی و فلزی می باشد. همچنین می توان گفت این فرایند در انواع و روش های مختلفی انجام می شود. معمولاً روش های این فرآیند به سه دسته حالت مایع، جامد و سایش تقسیم بندی می شوند. اما با توجه به مطالبی که بیان کردیم یکی از پر کاربرد ترین و پر مصرف ترین روش های این فرآیند حالت مایع می باشد.
چرا که تف جوشی در فاز مایع محصولات تجاری و کالا های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. علاوه بر مواردی که بیان کردیم، یکی دیگر از روش های انجام این فرایند حالت چسبندگی می باشد. به عنوان مثال می توان گفت طی این فرآیند مواد و ذرات بر اثر فشارهای خارجی و داخلی و یا حرارت دیدن به صورت سطحی ذوب می شوند. سپس توده یا جرم جامدی ایجاد می شود.
خلاصه اینکه فرایند زینترینگ به عنوان یکی از برترین روش ها برای تغییر زیر ساختاری مواد شناخته می شود. چرا که افراد می توانند جهت افزایش، تغییر عملکرد و بهبود خواص هر یک از مواد از این فرایند استفاده کنند. اما یکی از نکات بسیار مهم هنگام استفاده از این فرایند توجه به مکان و فضای مورد استفاده می باشد. چرا که مکان مدنظر می بایستی از شرایطی که بیان کردیم برخوردار باشد. در نتیجه افراد با انتخاب بهترین مکان هنگام استفاده از فرآیند زینترینگ می توانند از خطرات و آسیب رسیدن به مواد جلوگیری کنند.
نکته مهم در تف جوشی
با توجه به اینکه تف جوشی یا زینترینگ در فاز مایع کاربرد های مختلفی دارد، از یک مرحله مایع برخوردار است. بنابراین نرخ جوش را بهتر و مناسب تر می کند. به عبارت دیگر می توان گفت این مرحله سبب بهبود نرخ جوش می شود.
همان طور که می دانیم هدف از انجام فرایند تف جوشی، عملیات حرارت فلزات می باشد که در این فرآیند مقداری از مواد تحت تاثیر فشار و دما قرار می گیرند. سپس توده جامد و فشرده تولید می شود. در نتیجه یکی از مهمترین مزایای انجام این فرایند ایجاد یکپارچگی، نیرو و قدرت در مواد می باشد. اما یکی از نکات بسیار مهم در زمان انجام این فرآیند، پایین نگه داشتن دمای نسبت نقطه ذوب می باشد. لذا افراد می بایستی به این نکته توجه داشته باشند.