La presión utilizada para el sinterizado por plasma de chispa (SPS) puede variar, pero generalmente se lleva a cabo a ultra alta presión, hasta 8 GPa (gigapascales). La aplicación de presión durante el SPS facilita la nueva disposición de los granos, reduce la difusión durante el proceso de sinterización, aumenta la densidad del material y elimina la porosidad, lo que se traduce en una reducción de la temperatura y de la duración de la sinterización.
El SPS es una técnica relativamente nueva que ofrece varias ventajas sobre los métodos de sinterización convencionales. Sólo se tarda unos minutos en completar el proceso de sinterización, frente a las horas o incluso días que requiere la sinterización convencional. Esta alta velocidad de sinterización es posible en SPS debido a las altas velocidades de calentamiento que pueden alcanzarse fácilmente mediante el calentamiento interno de la muestra. Las velocidades de calentamiento en SPS pueden superar los 300°C/min, lo que permite alcanzar rápidamente la temperatura deseada.
En el SPS, la aplicación simultánea de temperatura y presión conduce a una alta densificación, dando lugar a un compacto denso a temperaturas de sinterización inferiores en 200 a 250°C a las del sinterizado convencional. El SPS también permite sinterizar polvos de tamaño nanométrico sin un crecimiento considerable del grano, lo que lo hace adecuado para preparar cerámicas nanoestructuradas o nanocompuestos con excelentes propiedades mecánicas.
La presión para la SPS se aplica mediante presión uniaxial y corriente pulsada de alta intensidad y bajo voltaje. La corriente continua pulsada atraviesa el polvo y genera una descarga de plasma entre las partículas, provocando un rápido calentamiento y sinterización. El proceso SPS suele tener lugar en un entorno de vacío o atmósfera controlada para evitar la oxidación y garantizar la pureza.
En general, el SPS ofrece una velocidad de sinterización más rápida, un control preciso de la temperatura y la presión y la posibilidad de fabricar materiales con microestructuras y propiedades únicas. Se utiliza habitualmente en ciencia de materiales, nanotecnología e ingeniería para la fabricación de materiales cerámicos, metálicos y compuestos.
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