スパークプラズマ焼結（SPS）は、電界アシスト焼結技術（FAST）またはパルス通電焼結（PECS）としても知られ、急速焼結技術である。
高密度パルス電流を用いて粉末材料を加熱・加圧します。
これにより、材料を溶融することなく固体部品に変換する。
この方法は、従来の方法では加工が困難な材料の固化に特に効果的である。
このような材料には、金属、耐火合金、ナノ材料、超高温セラミックなどがあります。
理解すべき6つのポイント
1.加熱メカニズム
SPSはパルス直流電流を利用し、材料の粒子間に火花プラズマを発生させる。
このプラズマは、しばしば10,000℃前後の超高温で発生する。
これは粒子表面を局所的に溶かすのに十分な温度である。
この局所的な溶融により、粒子同士が結合し、固体構造が形成される。
2.圧力印加
加熱と並行して、SPSは材料に圧力を加える。
これは緻密化プロセスに役立ちます。
熱と圧力の組み合わせは、粉末を効果的に固形に固めます。
3.迅速な処理
SPSの大きな利点の一つは、そのスピードです。
何時間も何日もかかる従来の焼結方法とは異なり、SPSはわずか数分で焼結プロセスを完了させることができる。
この迅速な処理は、サンプルの内部加熱によるものです。
外部加熱法よりも均一かつ効率的に材料を加熱することができる。
4.材料の多様性
SPSは汎用性が高く、さまざまな材料に適用できる。
金属、セラミック、複合材料、ナノ材料などである。
この汎用性により、微細構造が制御された高性能材料を製造するための理想的な方法となっている。
5.粒度制御
SPSでは焼結エネルギーが高いため、焼結体の粒径を効果的に制御することができる。
高温は粒子表面に集中するため、粒子内部の結晶粒が大きく成長する時間はありません。
これは、微細で均一な微細構造の維持に役立つ。
6.環境に優しい
SPSは環境にも優しい。
添加剤やバインダーを必要としない。
制御された雰囲気の中で行うことができるため、汚染のリスクを軽減することができます。
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