Frittage
Fabrication des produits frittés

2.1 Frittage en phase solide

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2.1.1 Origines du frittage

Entre un tas de poudre ou un comprimé et la pièce après frittage, la différence géométrique essentielle est la diminution de la surface de la phase solide. Cette surface est, initialement, celle de la totalité des grains de poudre, et, après frittage, la somme des surfaces externe et interne. La surface interne est la somme de toutes les surfaces des trous qui persistent.

À cette variation de surface correspond une variation d’énergie de surface dont l’existence est bien connue pour les liquides, et qui a une valeur voisine dans le cas des solides.

Si l’on facilite les mouvements des atomes, donc les déplacements de matière, en augmentant la température, l’énergie potentielle de surface tendra à diminuer. La porosité des pièces, restant après la compression, aura donc aussi tendance à diminuer. Les trous se rapprocheront de la forme sphérique dont la surface est minimale pour un volume donné. Ensuite, ils diminueront de volume et disparaîtront.

À l’énergie de surface, est associée une tension superficielle qui va déterminer les contraintes internes du frittage.

Si d’autres phénomènes n’interviennent pas, il en résulte donc un retrait en volume des pièces mais l’élimination des pores ne se produit, sauf exceptions, qu’au bout d’un très long temps et à très haute température ce qui ne correspond pas aux conditions industrielles.

Cependant, une conséquence pratique immédiate est que, pour obtenir un retrait donné en un temps donné, la température de frittage nécessaire variera en sens inverse du diamètre des grains de poudre puisqu’une...