WikiDer > Искровое плазменное спекание

Spark plasma sintering

Искровое плазменное спекание (СПС),[1] также известный как техника спекания в полевых условиях (БЫСТРЫЙ)[2] или же спекание импульсным электрическим током (PECS), или же Плазменное уплотнение под давлением (P2C)[3] это спекание техника.

Основная характеристика SPS заключается в том, что импульсный или неимпульсный Постоянный или переменный ток прямо проходит через графит штамп, а также прессованный порошок, в случае проводящий образцы. Джоулевое нагревание Было обнаружено, что он играет доминирующую роль в уплотнении порошковых прессовок, что приводит к достижению плотности, близкой к теоретической, при более низкой температуре спекания по сравнению с традиционными методами спекания.[4] Тепловыделение внутреннее, в отличие от обычного горячее прессование, где тепло обеспечивается внешними нагревательные элементы. Это обеспечивает очень высокую скорость нагрева или охлаждения (до 1000 К / мин), следовательно, процесс спекания обычно очень быстрый (в течение нескольких минут). Общая скорость процесса гарантирует, что он обладает потенциалом уплотнения порошков наноразмеров или наноструктур, избегая при этом укрупнения, которое сопровождает стандартные способы уплотнения. Это сделало SPS хорошим методом приготовления керамики на основе наночастиц с повышенной магнитный,[5] магнитоэлектрический, [6] пьезоэлектрический,[7] термоэлектрический,[8] оптический [9] или биомедицинские [10] характеристики. SPS также используется для спекания углеродных нанотрубок. [11] для развития полевая электронная эмиссия электроды. Функционирование систем SPS схематично объясняется в видеосвязи.[12]Хотя обычно используется термин «искровое плазменное спекание», этот термин вводит в заблуждение, поскольку в процессе не присутствует ни искра, ни плазма.[13] Экспериментально подтверждено, что уплотнению способствует использование тока.

Вид спекания, который включает как температуру, так и давление.

Гибридное отопление

Посредством комбинации метода FAST / SPS с одной или несколькими дополнительными системами нагрева, действующими извне систем прессового инструмента, можно минимизировать температурные градиенты, что позволяет повысить скорость нагрева при одновременной оптимальной однородности.[нужна цитата]

В 2012 году в Испании была создана крупнейшая в мире гибридная система спекания SPS-Hot Press.[14] и производство полностью плотных больших керамических заготовок до 400 мм с помощью этой системы в настоящее время в рамках FP7 Европейский проект HYMACER - Гибридное спекание и усовершенствованная обработка технической керамики

Оборудование для искрового плазменного спекания, также известное как оборудование для спекания плазменным давлением (P2C), коммерчески доступно в настоящее время и больше не ограничивается лабораторными исследованиями. это оборудование[15].

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Технология спекания в полевых условиях / Искровое плазменное спекание: механизмы, материалы и технологические разработки», О. Гийон и др., Advanced Engineering Materials 2014, DOI: 10.1002 / adem.201300409, http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adem.201300409/epdf
  2. ^ KU Leuven - Моделирование процессов SPS
  3. ^ 'sps-p2c
  4. ^ Сайрам, К .; Sonber, J.K .; Subramanian, C .; Фотедар, Р.К .; Nanekar, P .; Хубли, Р. (Январь 2014). «Влияние параметров искрового плазменного спекания на уплотнение и механические свойства карбида бора». Международный журнал тугоплавких металлов и твердых материалов. 42: 185–192. Дои:10.1016 / j.ijrmhm.2013.09.004.
  5. ^ Обер, А .; Loyau, V .; Mazaleyrat, F .; Лобуэ, М. (2017). «Одноосная анизотропия и усиленная магнитострикция CoFe2O4, вызванная реакцией под одноосным давлением с SPS». Журнал Европейского керамического общества. 37 (9): 3101–3105. arXiv:1803.09656. Дои:10.1016 / j.jeurceramsoc.2017.03.036.
  6. ^ Обер, А .; Loyau, V .; Mazaleyrat, F .; Лобуэ, М. (2017). «Усиление магнитоэлектрического эффекта в мультиферроидном бислое CoFe2O4 / PZT за счет индуцированной одноосной магнитной анизотропии». IEEE Transactions on Magnetics. 53 (11): 1–5. arXiv:1803.09677. Дои:10.1109 / TMAG.2017.2696162.
  7. ^ Ли и др., Сегнетоэлектрические и пьезоэлектрические свойства мелкозернистой пьезоэлектрической керамики Na0,5K0,5NbO3, полученной методом искрового плазменного спекания, Журнал Американского керамического общества, 89, 2, 706–709, (2006)
  8. ^ Ванга; и другие. (2006). «Высокоэффективные термоэлектрические объемные материалы Ag [sub 0.8] Pb [sub 18 + x] SbTe [sub 20], изготовленные механическим легированием и искровым плазменным спеканием». Письма по прикладной физике. 88 (9): 092104. Дои:10.1063/1.2181197.
  9. ^ Ким; и другие. (2007). «Искровое плазменное спекание прозрачного оксида алюминия». Scripta Materialia. 57 (7): 607–610. Дои:10.1016 / j.scriptamat.2007.06.009.
  10. ^ Гу; и другие. (2002). «Искровое плазменное спекание порошков гидроксиапатита». Биоматериалы. 23 (1): 37–43. Дои:10.1016 / S0142-9612 (01) 00076-X. PMID 11762852.
  11. ^ Талеми; и другие. (2012). «Сплав углеродных нанотрубок для изготовления автоэмиссионных катодов». Углерод. 50 (2): 356–361. Дои:10.1016 / j.carbon.2011.07.058.
  12. ^ «СПС - как это работает?
  13. ^ Hulbert, D. M .; Андерс, А .; Дудина, Д. В .; Andersson, J .; Jiang, D .; Unuvar, C .; Anselmi-Tamburini, U .; Lavernia, E.J .; Мукерджи, А. К. (2008). "Отсутствие плазмы в искровое плазменное спекание ». J. Appl. Phys. 104 (3): 033305–7. Дои:10.1063/1.2963701.
  14. ^ CINN-CSIC: Hybrid SPS-HP - Фотогалерея
  15. ^ уплотнение под давлением плазмы