Sintring av gnistplasma - Spark plasma sintering
Gnistplasmasintring ( SPS ), også kjent som feltassistert sintringsteknikk ( FAST ) eller pulserende elektrisk strøm sintring ( PECS ), eller Plasma Pressure Compaction ( P2C ) er en sintringsteknikk .
Hovedkarakteristikken ved SPS er at den pulserende eller upulserte likestrøm- eller vekselstrømmen passerer direkte gjennom grafittformen , så vel som pulverkompakt, i tilfelle ledende prøver. Joule-oppvarming har vist seg å spille en dominerende rolle i fortetting av pulverkompakter, noe som resulterer i å oppnå nær teoretisk tetthet ved lavere sintringstemperatur sammenlignet med konvensjonelle sintringsteknikker. Den varmeutvikling er innvendig, i motsetning til den konvensjonelle varmpressing , hvor varmen leveres av utvendige varmeelementer . Dette muliggjør en veldig høy oppvarmings- eller kjølehastighet (opptil 1000 K / min), og derfor er sintringsprosessen generelt veldig rask (i løpet av få minutter). Prosessens generelle hastighet sikrer at den har potensialet til å fortette pulver med nanostørrelse eller nanostruktur, samtidig som det unngås grovhet som følger med standard fortettingsveier. Dette har gjort SPS til en god metode for fremstilling av keramikk basert på nanopartikler med forbedrede magnetiske , magnetoelektriske , piezoelektriske , termoelektriske , optiske eller biomedisinske egenskaper. SPS er også brukt for sintring av karbonnanorør for utvikling av felt elektronemisjonselektroder. Funksjonen til SPS-systemer er skjematisk forklart i en videolink. Mens begrepet "gnistplasmasintring" ofte brukes, er betegnelsen misvisende siden verken en gnist eller et plasma er tilstede i prosessen. Det er eksperimentelt verifisert at fortetting blir lettere ved bruk av en strøm.
Hybridvarme
Ved hjelp av en kombinasjon av FAST / SPS-metoden med ett eller flere ekstra oppvarmingssystemer som virker fra utsiden av pressverktøyene, er det mulig å minimere de termiske gradientene, slik at oppvarmingshastighetene forbedres ved samtidig optimalisert homogenitet.
I 2012 ble verdens største hybrid SPS-Hot Press sintringssystem satt opp i Spania, og fabrikasjonen av helt tette store keramiske emner på opptil 400 mm med dette systemet pågår innenfor rammen av FP7 European Project HYMACER -HYbrid sintring og avansert Maskinering av teknisk CERamics
Sintring av gnistplasmasintring, også kjent som plasmatrykkkomprimering (P2C), er kommersielt tilgjengelig nå og er ikke lenger begrenset til laboratorieforskningsarbeid. Produkter som karosseripanser, rakettdyser, karbonfiberkompositter og flere andre hybridmaterialer kan produseres i kommersiell skala ved hjelp av dette utstyret.
Se også
- Liste over plasma (fysikk) artikler
- Elektrisk strømassistert sintring - Prosess for dannelse og liming av materiale ved hjelp av varme eller trykk