火花焼結法は、火花プラズマ焼結法（SPS）とも呼ばれ、粉末冶金技術の一つである。高エネルギーの電気火花を使用し、従来の方法と比較して低温・短時間で材料を焼結する。
4つのポイント
1.SPSのメカニズム
SPSでは、通常グラファイト製の導電性加圧金型に電流を流す。焼結される材料が導電性であれば、電流もそれを通過する。
ダイは熱源として機能し、試料に内部加熱と外部加熱の両方を与えます。この二重加熱機構により、非常に速い加熱速度と短いプロセスサイクルが可能になります。
2.SPSの利点
パルス電流と「スパークプラズマ効果」の使用により、非常に速い加熱時間と短いプロセスサイクルが可能になります。この高速処理により、粒子の成長が抑制され、平衡状態の達成を防ぐことができる。
SPSは通常、従来の焼結方法よりも数百度低い焼結温度を必要とする。これは、高温で劣化する可能性のある材料に有利である。
3.SPSのプロセス段階
プロセスはプラズマ加熱から始まり、粉末粒子間の放電により粒子表面が局所的かつ瞬間的に数千℃まで加熱される。
高温により、粒子表面に集中している不純物が気化し、表面が浄化・活性化される。
精製された粒子表面層は融解して互いに融合し、粒子間に「ネック」を形成する。これは高密度化プロセスにおける重要なステップである。
4.応用と革新
SPSは、金属材料、セラミック材料、複合材料など、さまざまな材料の調製に使用される。Al2O3やY2O3のような添加物を焼結助剤として使用すると、緻密な炭化ケイ素セラミックスの調製に特に効果的である。
スパーク焼結の概念は、1960年代の最初の研究から、20世紀後半のプラズマ活性化焼結（PAS）やスパークプラズマ焼結（SPS）のような、より高度なシステムの開発へと発展してきました。
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