Sinterizzazione flash

La flash sintering o spark plasma sintering (SPS), field assisted technical sintering (FAST) o pulsed electric current sintering (PECS) in inglese, è un metodo di sinterizzazione correlato alla pressatura a caldo ma che utilizza l' effetto Joule per riscaldare la polvere precompattata in un crogiolo cilindrico cavo tra due elettrodi di grafite in atmosfera inerte o sotto vuoto, l'insieme essendo sottoposto ad una pressione di parecchi megapascal sotto l'azione di una pressa idraulica . Una diretta o alternata corrente di parecchi chili ampere , pulsato o no, è applicata tra gli elettrodi con una tensione di pochi volt . Se la conducibilità elettrica della polvere non è significativamente maggiore di quella del crogiolo che la contiene, tra polvere e crogiolo deve essere presente un film isolante per convogliare la corrente elettrica solo nella polvere.

La resistenza elettrica della polvere ha l'effetto di riscaldarla fortemente al passaggio di corrente per effetto Joule, a differenza della tradizionale pressatura a caldo, in cui la polvere viene riscaldata da elementi esterni. Ciò consente velocità di riscaldamento e raffreddamento molto elevate (fino a 1000  K/min ), che riducono il tempo totale di processo a poche decine di minuti. La rapidità di riscaldamento e raffreddamento ha l'effetto di limitare la crescita dei grani  (in) e quindi di preservare la finezza della microstruttura del materiale, che ottimizza le proprietà meccaniche - durezza , tenacia - del materiale, la cui densità supera il 90% del valore teorico dopo il riscaldamento ad una temperatura inferiore a quella richiesta per la tradizionale pressatura a caldo.

La sinterizzazione flash è un metodo efficiente per ottenere ceramiche con proprietà migliorate dal punto di vista magnetico, magnetoelettrico, piezoelettrico, termoelettrico, ottico o biomedico. Questo metodo è utilizzato anche per sinterizzare nanotubi di carbonio destinati allo sviluppo di elettrodi ad emissione ad effetto di campo .

Note e riferimenti

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