La pression utilisée pour le frittage par plasma d'étincelles (SPS) peut varier, mais il est généralement effectué sous une pression très élevée, jusqu'à 8 GPa (gigapascals). L'application de la pression pendant le SPS facilite le nouvel arrangement des grains, réduit la diffusion pendant le processus de frittage, augmente la densité du matériau et élimine la porosité, ce qui permet de réduire la température et la durée du frittage.
La SPS est une technique relativement nouvelle qui offre plusieurs avantages par rapport aux méthodes de frittage conventionnelles. Il ne faut que quelques minutes pour achever le processus de frittage, alors que des heures, voire des jours, sont nécessaires pour le frittage conventionnel. Cette vitesse de frittage élevée est possible en SPS grâce aux taux de chauffage élevés qui peuvent être facilement atteints par le chauffage interne de l'échantillon. Les vitesses de chauffage en SPS peuvent dépasser 300°C/min, ce qui permet d'atteindre rapidement la température souhaitée.
Dans la technique SPS, l'application simultanée de la température et de la pression entraîne une forte densification, ce qui permet d'obtenir un compact dense à des températures de frittage inférieures de 200 à 250 °C à celles du frittage conventionnel. La SPS permet également le frittage de poudres de taille nanométrique sans croissance considérable des grains, ce qui la rend adaptée à la préparation de céramiques nanostructurées ou de nanocomposites dotés d'excellentes propriétés mécaniques.
La pression pour la SPS est appliquée par une pression uniaxiale et un courant pulsé de haute intensité et de faible tension. Le courant continu pulsé traverse la poudre et génère une décharge de plasma entre les particules, ce qui provoque un chauffage et un frittage rapides. Le processus SPS se déroule généralement dans un environnement sous vide ou sous atmosphère contrôlée afin d'éviter l'oxydation et de garantir la pureté.
Globalement, la SPS offre une vitesse de frittage plus rapide, un contrôle précis de la température et de la pression, et la possibilité de fabriquer des matériaux avec des microstructures et des propriétés uniques. Elle est couramment utilisée en science des matériaux, en nanotechnologie et en ingénierie pour la fabrication de matériaux céramiques, métalliques et composites.
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