El método de sinterización por plasma, también conocido como Spark Plasma Sintering (SPS), es una técnica de sinterización que utiliza presión y un campo eléctrico para aumentar la densidad de los compactos de polvo cerámico y metálico.
Este método permite temperaturas de sinterización más bajas y menos tiempo en comparación con las técnicas de sinterización convencionales.
El proceso consta de cuatro etapas principales: eliminación de gas y vacío, aplicación de presión, calentamiento por resistencia y enfriamiento.
La elevada tasa de sinterización en SPS se debe al calentamiento interno de la muestra, que se consigue mediante el uso de CC pulsada para generar altas temperaturas locales y descargas de plasma entre las partículas.
Esto da lugar a la fusión y unión de las partículas, lo que conduce a la formación de un cuerpo sinterizado denso.
¿Qué es el método de sinterización por plasma? Explicación de las 4 etapas clave
1. Etapas del proceso
Eliminación de gases y vacío
Esta etapa inicial garantiza que el entorno esté libre de gases que puedan afectar al proceso de sinterización o a la calidad del producto final.
2. Aplicación de presión
Se aplica presión al polvo compacto para facilitar el proceso de sinterización y aumentar la densidad del producto final.
Calentamiento por resistencia
En esta etapa se utiliza corriente continua pulsada para generar calor dentro de la muestra.
La descarga eléctrica entre las partículas de polvo produce un calentamiento localizado y momentáneo de las superficies de las partículas, que puede alcanzar varios miles de grados centígrados.
Este calentamiento se distribuye uniformemente por todo el volumen de la muestra, purificando y activando las superficies de las partículas mediante la vaporización de las impurezas.
Enfriamiento
Después de que las partículas se hayan fundido y unido, la muestra se enfría para solidificar el cuerpo sinterizado.
2. Ventajas del SPS
Alta tasa de sinterización
El SPS puede completar el proceso de sinterización en pocos minutos, en comparación con las horas o días que requiere la sinterización convencional.
Esto se debe al mecanismo de calentamiento interno, que permite altas velocidades de calentamiento.
Control del tamaño de grano
La alta energía de sinterización y el calentamiento localizado evitan el crecimiento de grano dentro de las partículas, lo que permite un control eficaz del tamaño de grano en el cuerpo sinterizado.
Versatilidad
El SPS puede aplicarse a una gran variedad de materiales, incluidos cerámicos, compuestos y nanoestructuras, a diferencia de otros procesos de sinterización que se limitan al procesamiento de metales.
3. Conceptos erróneos y nombres alternativos
El término "sinterización por plasma de chispa" es algo engañoso, ya que en realidad no implica plasma.
Como resultado, se han propuesto nombres alternativos como Técnica de Sinterización Asistida por Campo (FAST), Sinterización Asistida por Campo Eléctrico (EFAS) y Sinterización por Corriente Directa (DCS) para describir con mayor precisión el proceso.
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