スパークプラズマ焼結（SPS）は、一軸圧力と高強度低電圧パルス電流を同時に印加する焼結技術である。SPSのメカニズムは、真空生成、圧力印加、抵抗加熱、冷却の4つの主要段階に要約できる。その間、粒子間の火花放電により局所的な高温状態が瞬間的に発生し、焼結緻密化が促進され、高品質な焼結体が形成される。
1.真空の発生：
SPSの最初の段階では、ガスを除去して真空状態にする。この段階は、焼結体内のガス混入を防ぎ、焼結体の完全性や特性を損なうことを防ぐために非常に重要です。雰囲気を真空にすることで、その後の工程が制御されたクリーンな環境で行われるようになります。2.圧力印加：
第2段階では、圧力が加えられる。この一軸圧力は、材料粒子の圧密化に役立つため、SPSプロセスの重要な要素である。圧力は粒子間距離の減少を助け、焼結に不可欠な粒子間のネックの形成を促進する。
3.抵抗加熱：
第3段階は抵抗加熱で、材料に直接電流を流して加熱する。パルス状の直流電流が材料内にジュール熱を発生させ、急速かつ均一な加熱をもたらす。この加熱メカニズムは、温度と加熱速度を正確に制御できるため、従来の炉加熱とは異なります。また、高強度低電圧パルスは、粒子間の接触点で火花放電を発生させ、局所的な高温状態を生成して焼結プロセスを促進する。
4.冷却：
