Kipinäplasmasintraus (SPS) on sintraustekniikka, jossa materiaalit tiivistetään ja tiivistetään suuremmiksi tiheyksiksi. Kipinäplasman sintraukseen suunnitellut järjestelmät käyttävät tasavirtapulsseja (DC) pulssien luomiseksi kipinäenergiaa materiaalin hiukkasten väliin. Tämä tekniikka mahdollistaa nopean sulautumisen hiukkasten välillä, ja toisin kuin muut sintrausprosessit, jotka liittyvät yksinomaan metallin työstöön, kipinäplasmasintrausta voidaan soveltaa keramiikkaan, komposiittimateriaaleihin ja nanorakenteisiin.
Prosessi toimii sähköisen kipinäpurkauksen periaatteella, jossa suuren energian pulssivirta luo kipinäplasman materiaalin hiukkasten välisiin tiloihin. Tämä kipinäplasma on uskomattoman korkeissa lämpötiloissa, 10,000 18,032 ° C (99 XNUMX ° F), mikä aiheuttaa mahdollisen hapettumisen tai hiukkasten pintojen epäpuhtauksien höyrystymisen. Myös hiukkasten pinnat kuumenevat aiheuttaen näiden alueiden sulamisen ja sulautumisen yhteen kaulana tunnetuiksi rakenteiksi. Ajan myötä kaulat kehittyvät tiloiksi, mikä lisää materiaalin kiinteän aineen kokonaistiheyttä joissakin tapauksissa yli XNUMX%: iin.
Kipinäplasma -sintrausprosessin etuja ovat lyhyt valmistumisaika, alhaiset käyttökustannukset, laaja käyttöalue ja hyvät rakenteelliset ja materiaalitulokset. Prosessin luonteen vuoksi kipinäplasmasintraus kestää yleensä alle 20 minuuttia. Kustannukset ovat myös yleensä pienempiä tällä tekniikalla, koska sykkivä virta ei vaadi suurta jännitettä eikä prosessi vie kauan. Tämä lyhyt sykliaika yhdessä alhaisten kustannusten kanssa tekee prosessista tehokkaan monenlaisiin käyttötarkoituksiin.
Spark -plasmasintraus voi tuottaa paljon suurempia tiheyksiä kuin monet muut sintrausprosessit, joten se on ihanteellinen materiaaleille, joissa halutaan suuri kiinteä tiheys. Tätä prosessia voidaan käyttää eristimissä ja johtimissa, mikä avaa enemmän mahdollisia sintrattuja materiaaleja. Lämmitysprosessin tarkkuus tekee kipinäplasmasintrauksen sovellettavaksi myös nanorakenteisiin, kuten kiteisiin, jotka voidaan sintrata menettämättä rakenteellista eheyttään.
Se, että kipinäplasma pystyy tuottamaan voimakasta lämpöä materiaalin sisältä eikä ulkoisesti, tuottaa useita edullisia tuloksia. Ensinnäkin hiukkasten sisätilan kuumenemisen riski on minimoitu, koska vain hiukkasten pinnat kuumenevat. Toiseksi lämmityksen luonne tarkoittaa, että materiaali kuumennetaan tasaisesti kerralla, mikä lisää rakenteellista eheyttä ja tiheyden tasaisuutta kaikkialla. Kolmanneksi prosessi mahdollistaa eri olosuhteiden, kuten paineen, lämmön ja jäähdytyksen, paremman hallinnan, mikä johtaa lopulta parempaan materiaalin tiheyden hallintaan.