اسپارک پلاسما زینترینگ[ ۱] یا به اختصار فرایند SPS، یک روش مدرن برای متراکم سازی مواد در حجم های کوچک با استفاده از ارسال آنی یک پالس الکتریکی در دمای بالا است. این روش به دلیل آسان و نسبتا مقرون به صرفه بودن و همچنین حفظ ریزساختار ماده تحت فشرده سازی، روش محبوبی است.
امکان استفاده از مواد گوناگون، دربر گرفتن دامنه وسیعی از مواد و سرعت بالای فرایند امکان ساخت مواد و قطعاتی از فلزات، سرامیک ها و پلیمرها و کامپوزیت ها تا FGMهای بسیار پیشرفته و نیمه رساناهای ترموالکتریکی را فراهم می کند. ویژگی افزایش سریع دما بوسیله خودگرمایی این امکان را می دهد که فرایند فشرده سازی و ساخت قطعه بدون از دست دادن ویژگی های اصلی ماده اتفاق بیفتاد، که در زینترینگ همرفتی به سختی امکان پذیر می باشد. سیستم SPS مزیت های بسیاری نسبت به سیستم های همرفتی مانند زینترینگ توسط پرس داغ یا پرس همگن داغ ) HIP ( یا کوره های خلاء دارد که از آن جمله می توان از راحتی در استفاده ، کنترل دقیق میزان انرژی زینترینگ، قابلیت تولید مجدد مواد، سرعت بالای زینترینگ، ایمنی و قابلیت اطمینان را نام برد. همچنین مصرف انرژی در این روش نسبت به روش پرس داغ همرفتی ۰۲–۳۲٪ کاهش پیدا می کند. در زمینه ترکیب محدوده وسیعی از مواد سرامیکی، فلز سرامیک و فلزی و همچنین در زینترینگ موادی چون آمورف ها و مواد سازنده قطعات الکترونیکی که به آسانی در دماهای بالا تنزل خواص پیدا می کنند به نتاج مطلوبی دست یافته است. فلزات بسیار فعال مثل تیتانیوم و آلومینیم، FRC ( fiber reinforced ) ceramicsهای مختلف مانند زیرکونیا و آلومینا که شامل الیاف و whiskerها هستند سوپر هادی ها و ) FRM ( fiber reinforced materialsهای فلزی، مواد مغناطیسی، آلیاژهای سخت و دیگر مواد پیشرفته نیز فرایندهای موفقیت آمیزی را در SPS سپری کرده اند. SPS همچنین در کامپوزیتهای ماتریسی فلزی ) Metal Matrix Composites ( MMC و مواد نانو کریستالی که زینترینگ آنها در روشهای همرفتی سخت است، بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. مبانی تئوری فیزیک SPS یک فرایند جدید برای ساخت و عمل آوری مواد است که زینتر کردن و ذوب های اتصالی را در دمای پایین و زمان کوتاه به وسیله پرکردن فواصل بین ذرات پودرها با انرژی الکتریکی و ایجاد پلاسمای جرقه ای با دمای بالا به طور لحظه ای امکان پذیر می سازد. این روش به عنوان یک روش زینترینگ سریع، با استفاده از عملیات خود گرمایی از درون پودرها مشابه به ترکیب خود پخش شونده با دمای بالا ( SHS ) و زینترینگ مایکروویو عمل می کند. فرایند SPS بر پایه پدیده تخلیه جرقه الکتریکی انجام می پذیرد. انرژی بالا و ولتاژ پایین جریان پالسی جرقه ای به صورت لحظه ای یک دمای بالای متمرکز تا ده هزار درجه سانتیگراد بین ذرات ایجاد می کند که منجر به یک گرمایش بهینه و نفوذ الکترولیتی می گردد. محدوده دمای زینتزینگ SPS از کمترین تا بیشترین ۲۲۲۰ درجهسانتیگراد است که ۲۲۰ تا ۵۲۲ درجه سانتیگراد کمتر از زینترینگ همرفتی است. تبخیر، ذوب و زینترینگ در یک پریود کوتاه ۵ تا ۲۰ دقیقه ای کامل می شود که شامل بالا رفتن دما و تحت فشار قرار گرفتن می باشد. فرایند SPS که انرژی زیاد پالس ها را در نقطه اتصال دانه ها متمرکز می کند یک پیشرفت در زینترینگ نسبت به پرس داغ همرفتی و HIP محسوب می شود. کاربردهای دستگاه:
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفامکان استفاده از مواد گوناگون، دربر گرفتن دامنه وسیعی از مواد و سرعت بالای فرایند امکان ساخت مواد و قطعاتی از فلزات، سرامیک ها و پلیمرها و کامپوزیت ها تا FGMهای بسیار پیشرفته و نیمه رساناهای ترموالکتریکی را فراهم می کند. ویژگی افزایش سریع دما بوسیله خودگرمایی این امکان را می دهد که فرایند فشرده سازی و ساخت قطعه بدون از دست دادن ویژگی های اصلی ماده اتفاق بیفتاد، که در زینترینگ همرفتی به سختی امکان پذیر می باشد. سیستم SPS مزیت های بسیاری نسبت به سیستم های همرفتی مانند زینترینگ توسط پرس داغ یا پرس همگن داغ ) HIP ( یا کوره های خلاء دارد که از آن جمله می توان از راحتی در استفاده ، کنترل دقیق میزان انرژی زینترینگ، قابلیت تولید مجدد مواد، سرعت بالای زینترینگ، ایمنی و قابلیت اطمینان را نام برد. همچنین مصرف انرژی در این روش نسبت به روش پرس داغ همرفتی ۰۲–۳۲٪ کاهش پیدا می کند. در زمینه ترکیب محدوده وسیعی از مواد سرامیکی، فلز سرامیک و فلزی و همچنین در زینترینگ موادی چون آمورف ها و مواد سازنده قطعات الکترونیکی که به آسانی در دماهای بالا تنزل خواص پیدا می کنند به نتاج مطلوبی دست یافته است. فلزات بسیار فعال مثل تیتانیوم و آلومینیم، FRC ( fiber reinforced ) ceramicsهای مختلف مانند زیرکونیا و آلومینا که شامل الیاف و whiskerها هستند سوپر هادی ها و ) FRM ( fiber reinforced materialsهای فلزی، مواد مغناطیسی، آلیاژهای سخت و دیگر مواد پیشرفته نیز فرایندهای موفقیت آمیزی را در SPS سپری کرده اند. SPS همچنین در کامپوزیتهای ماتریسی فلزی ) Metal Matrix Composites ( MMC و مواد نانو کریستالی که زینترینگ آنها در روشهای همرفتی سخت است، بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. مبانی تئوری فیزیک SPS یک فرایند جدید برای ساخت و عمل آوری مواد است که زینتر کردن و ذوب های اتصالی را در دمای پایین و زمان کوتاه به وسیله پرکردن فواصل بین ذرات پودرها با انرژی الکتریکی و ایجاد پلاسمای جرقه ای با دمای بالا به طور لحظه ای امکان پذیر می سازد. این روش به عنوان یک روش زینترینگ سریع، با استفاده از عملیات خود گرمایی از درون پودرها مشابه به ترکیب خود پخش شونده با دمای بالا ( SHS ) و زینترینگ مایکروویو عمل می کند. فرایند SPS بر پایه پدیده تخلیه جرقه الکتریکی انجام می پذیرد. انرژی بالا و ولتاژ پایین جریان پالسی جرقه ای به صورت لحظه ای یک دمای بالای متمرکز تا ده هزار درجه سانتیگراد بین ذرات ایجاد می کند که منجر به یک گرمایش بهینه و نفوذ الکترولیتی می گردد. محدوده دمای زینتزینگ SPS از کمترین تا بیشترین ۲۲۲۰ درجهسانتیگراد است که ۲۲۰ تا ۵۲۲ درجه سانتیگراد کمتر از زینترینگ همرفتی است. تبخیر، ذوب و زینترینگ در یک پریود کوتاه ۵ تا ۲۰ دقیقه ای کامل می شود که شامل بالا رفتن دما و تحت فشار قرار گرفتن می باشد. فرایند SPS که انرژی زیاد پالس ها را در نقطه اتصال دانه ها متمرکز می کند یک پیشرفت در زینترینگ نسبت به پرس داغ همرفتی و HIP محسوب می شود. کاربردهای دستگاه:
wiki: اسپارک پلاسما زینترینگ