Le frittage par plasma étincelant (SPS) est un procédé sophistiqué utilisé pour créer des matériaux de haute densité avec des microstructures contrôlées.
Quelles sont les étapes du frittage par plasma étincelant ? (3 phases clés expliquées)
1. Chauffage au plasma
Le procédé SPS commence par le chauffage au plasma.
Un courant continu pulsé est appliqué au matériau.
Il en résulte des décharges électriques entre les particules de poudre.
Ces décharges créent un chauffage localisé et momentané des surfaces des particules.
Les températures peuvent atteindre plusieurs milliers de degrés Celsius.
Les décharges de microplasma se forment uniformément dans tout le volume de l'échantillon.
La chaleur générée est ainsi uniformément répartie.
L'environnement à haute température purifie et active les surfaces des particules.
Les impuretés sont vaporisées, préparant les particules à la fusion.
2. Fusion des particules
Après la purification et l'activation des surfaces des particules, l'étape suivante consiste à les faire fondre et à les fusionner.
Les températures élevées font fondre les couches superficielles purifiées des particules.
Cela forme des "cols" entre les particules adjacentes.
Ce processus de fusion des surfaces est crucial pour la consolidation initiale de la poudre en une structure cohésive.
3. Densification
L'étape finale de la SPS est la densification.
La structure consolidée est encore compactée sous pression mécanique.
La combinaison d'un chauffage rapide et de l'application d'une pression facilite le processus de frittage.
Cela permet d'obtenir des densités élevées en peu de temps.
Cette étape se caractérise également par l'inhibition de la croissance des particules.
Cela permet de conserver une microstructure à grains fins.
L'énergie de frittage élevée et la nature localisée des hautes températures garantissent que les grains internes des particules ne se développent pas de manière excessive.
Cela permet de contrôler la taille des grains du corps fritté.
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