Kaj je sintranje v tekoči fazi?
Mnogi sistemi za sintranje ustvarjajo tekočo fazo med procesom sintranja. Običajno dodani elementi ali spojine ne reagirajo z matrico ali se v njej ne raztopijo in lahko med sintranjem postanejo celo tekoče. Ne zmočijo materiala matrice, kot je svinec v bronu ali MnS v nerjavnem jeklu. Ta tekoča faza ne spodbuja ali vpliva na proces sintranja; namesto tega obstaja v matrici kot kapljice, celoten sistem pa se sintra z difuzijo-v trdnem stanju.
Poleg tega, ko obstaja tekoča faza z omejeno reakcijo na matriko in ki zmoči material matrike, lahko prekomerna tvorba te tekoče faze povzroči lokaliziran kolaps ogrodja, ker je atomska difuzijska stopnja tekoče faze veliko hitrejša od hitrosti trdne faze. Zato je nadzor vsebnosti tekoče faze koristen za proces sintranja, saj hitrejši prenos mase povzroči hitro zgoščevanje delov. Tekoča faza lahko obstaja v dveh oblikah: ena je, ko je tekoča faza prisotna v celotnem zadrževanju sintranja, kar se imenuje neprekinjena tekoča faza; drugi je, ko se tekoča faza med zadrževanjem sintranja strdi, kar imenujemo prehodna tekoča faza.
Kontinuirano sintranje v tekoči fazi je razdeljeno na dve vrsti: prva vrsta vključuje segrevanje mešanega prahu, da nastane tekočina. Tipičen primer so težke zlitine, kot so zlitine W-Fe-Ni, ki se pri segrevanju tvorijo tekoči Fe-Ni, kjer ima W omejeno topnost; ali zlitine WC-Co, kjer Co raztopi nekaj WC, da nastane evtektik, WC pa raztopi le zelo majhno količino Co. Slika 7.9 prikazuje mikrofotografijo zlitine 90W-7Ni-3Fe, ki razkrije sferična zrna volframa v zlitini Ni-Fe-W matrika. Med sintranjem se Fe-Ni stopi v tekočo fazo in raztopi volfram, kar povzroči sferoidizacijo volframovih delcev. Presežek volframa, ki presega svojo mejo topnosti, se obori v tekočini, kar je tipičen primer raztapljanja-ponovnega obarjanja med sintranjem v tekoči fazi.
(Prisotnost okroglih zrn volframa v matrici zlitine Ni-Fe-W je tipičen primer ponovnega obarjanja pri raztapljanju- med faznim sintranjem.)
Druga vrsta je supersolid{0}}linično sintranje v tekoči fazi (SLPS). Ko se pred-legirani prah segreje nad črto solidus, se meje zrn na površini in v notranjosti delcev stopijo, pri čemer nastane majhna količina tekoče faze, kar ima za posledico sintranje tekoče faze supersolid{3}}line. Ustvarjanje te tekoče faze omogoča hitro zgoščevanje. Tipičen primer uporabe SLPS je orodno jeklo tipa M2. Slika 7.10 prikazuje tipično sintrano mikrostrukturo orodnega jekla tipa M2. Slika prikazuje majhne delce karbidne faze v matriksu in večjo količino karbidne faze ob določenih mejah zrn.
(Znotraj zrn je majhna količina karbidne faze in velika količina karbidne faze na nekaterih mejah zrn.)
Obstajata dve vrsti prehodnega sintranja v tekoči fazi: prvo je reakcijsko sintranje, do katerega pride, ko element A in element B tvorita spojino, pri čemer se sprošča toplota in generira spojina AB. NiAl je tak primer. Drugi je, ko prehodna tekoča faza izgine zaradi difuzije določenega elementa v trdno raztopino. Na primer, ogljik tvori evtektik z železom in kromom. Ko ogljik difundira v matriko, tvori trdno raztopino, tekoča faza pa se strdi.