La sinterización por plasma de chispa (SPS) también se conoce como técnica de sinterización asistida por campo (FAST), sinterización por corriente eléctrica pulsada (PECS) o compactación por presión de plasma (P2C). Es una técnica de sinterización que utiliza corriente pulsada de alta densidad para aplicar rápidamente temperatura y presión dentro de una atmósfera controlada, permitiendo la consolidación de materiales como metales, aleaciones refractarias, nanomateriales y cerámicas de temperatura ultra alta.
Explicación detallada:
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Terminología y sinónimos:
- Spark Plasma Sintering (SPS): Término principal que hace referencia al proceso que utiliza corriente eléctrica pulsada para calentar y consolidar materiales.
- Técnica de sinterización asistida por campo (FAST): Destaca el papel de los campos eléctricos en la asistencia al proceso de sinterización.
- Sinterización por corriente eléctrica pulsada (PECS): Destaca el uso de la corriente eléctrica pulsada como mecanismo de calentamiento.
- Compactación por presión de plasma (P2C): Sugiere la participación del plasma en la aplicación de presión para compactar los materiales.
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Mecanismo del proceso:
- Método de calentamiento: A diferencia del prensado en caliente tradicional, que utiliza elementos calefactores externos, el SPS genera calor mediante calentamiento Joule a partir de la corriente que atraviesa el molde o la muestra. Este método puede alcanzar velocidades de calentamiento extremadamente altas, de hasta 1000°C/min.
- Mecanismos de mejora: La aplicación de corriente eléctrica puede activar varios mecanismos, como la eliminación del óxido superficial, la electromigración y la electroplasticidad, que mejoran el proceso de sinterización.
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Ventajas y aplicaciones:
- Sinterización rápida: El SPS permite tiempos de sinterización muy cortos, un enfriamiento rápido y una presión externa ajustable, lo que resulta beneficioso para mantener la nanoestructura y las propiedades de los materiales.
- Versatilidad: Es aplicable a una amplia gama de materiales, incluidos materiales magnéticos, materiales funcionales gradientes, nanocerámicas y materiales compuestos.
- Eficiencia energética e impacto medioambiental: El proceso se considera eficiente desde el punto de vista energético y respetuoso con el medio ambiente gracias a su rápida capacidad de procesamiento.
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Características técnicas:
- Control y supervisión: Los equipos SPS permiten un control preciso de parámetros como la corriente, el voltaje, la presión y la atmósfera, que son cruciales para lograr las propiedades deseadas del material.
- Altas velocidades de calentamiento y enfriamiento: Estas velocidades son beneficiosas para evitar el crecimiento de grano y mantener la nanoestructura de los materiales, especialmente en el caso de materiales nanocristalinos.
En resumen, el sinterizado por plasma de chispa es una técnica de sinterizado versátil y eficaz que aprovecha la corriente eléctrica pulsada para lograr una consolidación rápida y controlada de diversos materiales, manteniendo su integridad estructural y sus propiedades.
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