スパークプラズマ焼結（SPS）に使用される圧力は様々ですが、一般的には8 GPa（ギガパスカル）までの超高圧下で行われます。SPS中の圧力印加により、結晶粒の新しい配列が促進され、焼結プロセス中の拡散が減少し、材料密度が増加し、気孔がなくなり、その結果、温度と焼結時間が低下します。
SPSは比較的新しい技術で、従来の焼結法に比べていくつかの利点がある。従来の焼結では数時間から数日を要するのに対し、SPSでは数分で焼結が完了する。SPSでは、試料の内部加熱によって高い加熱率を容易に達成できるため、このような高い焼結速度が可能になります。SPSの加熱速度は300℃/分を超えることもあり、所望の温度に素早く到達することができる。
SPSでは、温度と圧力の同時印加が高密度化をもたらし、従来の焼結よりも200～250℃低い焼結温度で緻密な成形体が得られる。また、SPSではナノサイズの粉末を粒成長させることなく焼結できるため、優れた機械的特性を持つナノ構造のセラミックスやナノ複合材料の作製に適しています。
SPSの圧力は、一軸圧力と高強度低電圧パルス電流によって加えられる。パルス直流電流は粉末を通過し、粒子間にプラズマ放電を発生させ、急速な加熱と焼結を引き起こす。SPSプロセスは通常、酸化を防ぎ純度を確保するため、真空または制御された雰囲気環境で行われる。
全体として、SPSはより速い焼結速度、温度と圧力の精密な制御、ユニークな微細構造と特性を持つ材料を製造する能力を提供する。材料科学、ナノテクノロジー、工学において、セラミック、金属、複合材料の製造に一般的に使用されています。
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