El sinterizado por plasma de chispa (SPS) es una técnica diseñada para densificar y consolidar rápidamente materiales, especialmente cerámicos, compuestos y materiales nanoestructurados.
Lo consigue en mucho menos tiempo que los métodos de sinterización convencionales.
Para ello se utilizan altas velocidades de calentamiento, presión mecánica y un campo eléctrico.
Estos factores facilitan el calentamiento interno y promueven la unión entre partículas sin causar un crecimiento significativo del grano.
¿Para qué sirve el sinterizado por plasma de chispa? Explicación de las 5 ventajas principales
1. 1. Densificación rápida
El sinterizado por plasma de chispa consigue una alta densificación en poco tiempo mediante la aplicación simultánea de temperatura y presión.
Esto resulta en la formación de un compacto denso a temperaturas más bajas que las requeridas en el sinterizado convencional.
Las rápidas velocidades de calentamiento, que a menudo superan los 300 °C/min, permiten que los materiales alcancen altas temperaturas rápidamente, normalmente en cuestión de minutos.
Esto supone una reducción significativa respecto a las horas o días necesarios en la sinterización convencional.
2. Calentamiento interno
A diferencia del sinterizado convencional, que depende de fuentes de calor externas, el SPS utiliza un calentamiento interno generado por una corriente continua pulsada que atraviesa el material.
Este calentamiento interno, conocido como calentamiento Joule, es más eficiente y permite aumentos de temperatura más rápidos.
Reduce el tiempo total de sinterización y evita el crecimiento extensivo del grano.
3. Mejora de la unión y la densificación
La aplicación de un campo eléctrico en el SPS no sólo calienta el material, sino que también mejora el proceso de sinterización mediante mecanismos como la eliminación del óxido superficial, la electromigración y la electroplasticidad.
Estos mecanismos contribuyen a la formación de fuertes enlaces entre las partículas.
Esto conduce a una mejor densificación y a la mejora de las propiedades del material.
4. Versatilidad en el procesamiento de materiales
El SPS no se limita al procesamiento de metales; puede aplicarse eficazmente a cerámicas, materiales compuestos y nanoestructuras.
Esta versatilidad la convierte en una técnica valiosa para desarrollar nuevos materiales con propiedades únicas, como nanomateriales, materiales de gradiente funcional y materiales compuestos.
5. Prevención del crecimiento de grano
Una de las ventajas significativas del SPS es su capacidad para sinterizar materiales sin permitir un crecimiento significativo del grano.
Esto es crucial para mantener la microestructura y las propiedades deseadas en materiales como los nanomateriales, donde los granos grandes pueden degradar el rendimiento.
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