Sinterizarea blițului

Flash - sinterizare sau plasma scânteii sinterizare (SPS), teren asistată de sinterizare tehnic (FAST) sau în impulsuri sinterizare curent electric (PECS) în limba engleză, este o metodă de sinterizării legată de presare la cald , dar folosind efectul Joule pentru încălzirea pulberii prepresate într - un creuzet cilindric gol între doi electrozi de grafit sub o atmosferă inertă sau sub vid, ansamblul fiind supus unei presiuni de mai mulți megapascali sub acțiunea unei prese hidraulice . O directă sau alternativ curent de mai multe kilo Amperi , impulsuri sau nu, este aplicată între electrozi cu o tensiune de câțiva volți . Dacă conductivitatea electrică a pulberii nu este semnificativ mai mare decât cea a creuzetului care o conține, trebuie să existe o peliculă izolatoare între pulbere și creuzet pentru a canaliza curentul electric numai în pulbere.

Rezistența electrică a pulberii are ca efect încălzirea acestuia puternic la trecerea curentului prin efectul Joule, spre deosebire de cald convenționale de presare, în care pulberea este încălzită de elemente externe. Acest lucru permite viteze foarte mari de încălzire și răcire (până la 1000  K / min ), ceea ce reduce timpul total al procesului la doar câteva zeci de minute. Rapiditatea încălzirii și răcirii are ca efect limitarea creșterii boabelor  (în) și, prin urmare, păstrarea fineții microstructurii materialului, care optimizează proprietățile mecanice - duritatea , tenacitatea - materialului, densitatea căruia depășește 90% din valoarea teoretică după încălzire la o temperatură mai mică decât cea necesară pentru presarea tradițională la cald.

Sinterizarea cu bliț este o metodă eficientă de obținere a ceramicii cu proprietăți îmbunătățite din punct de vedere magnetic, magnetoelectric, piezoelectric, termoelectric, optic sau biomedical. Această metodă este, de asemenea, utilizată pentru sinterizarea nanotuburilor de carbon destinate dezvoltării electrozilor de emisie cu efect de câmp .

Note și referințe

  1. (în) K. Sairam, JK Sonber TSR Ch. Murthy, C. Subramanian, RK Fotedar, P. Nanekar și RC Hubli , "  Influența sinterizării cu scânteie plasmatică este parametrii de densificare și proprietățile mecanice ale carburii de bor  " , International Journal of Refractory Metale și materiale dure , vol.  42, Ianuarie 2014, p.  185-192 ( DOI  10.1016 / j.ijrmhm.2013.09.004 , citiți online )
  2. (ro) A. Aubert, V. Loyau, F. și M. LoBue Mazaleyrat , "  Anizotropia uniaxială și magnetostricția îmbunătățită a CoFe 2 O 4 indusă de reacția sub presiune uniaxială cu SPS  ” , Journal of the European Ceramic Society , vol.  37, nr .  9,august 2017, p.  3101-3105 ( DOI  10.1016 / j.jeurceramsoc.2017.03.036 , citiți online )
  3. (ro) Alex Aubert, Vincent Loyau Frederick Mazaleyrat și Martino LoBue , „  Îmbunătățirea efectului magnetoelectric în CoFe 2 O 4 Multiferroic / PZT Bilayer by Induced Uniaxial Magnetic Anisotropy  ” , IEEE Transactions on Magnetics , vol.  53, nr .  11,2017, p.  1-5 ( DOI  10.1109 / TMAG.2017.2696162 , citiți online )
  4. (în) Jing-Feng Li, Ke Wang, Bo-Ping Zhang și Li-Min Zhang , "  Proprietăți ferroelectrice și piezoelectrice ale Na cu granulație fină 0,5 K 0,5 NbO 3 Plumb - Ceramică piezoelectrică gratuită preparată prin sinterizare cu scânteie în plasmă  ” , Journal of the American Ceramic Society , vol.  89, n o  2Februarie 2006, p.  706-709 ( DOI  10.1111 / j.1551-2916.2005.00743.x , citiți online )
  5. (în) Heng Wang Jing-Feng Li, Ce-Wen Nan și Min Zhou , "  Înaltă performanță Ag 0,8 Pb 18 + x SbTe 20 materiale termoelectrice în vrac fabricate prin aliaje mecanice și sinterizare cu plasmă scânteie  ” , Letters Physics Letters , vol.  88, nr .  9,2006, Articolul n o  092104 ( DOI  10.1063 / 1.2181197 , citiți on - line )
  6. (în) Byung-Nam Kim, Keijiro Hiraga, Koji Morita și Hidehiro Yoshida , „  sinterizarea cu plasmă a aluminei transparente Spark  ” , Scripta Materialia , vol.  57, nr .  7, octombrie 2007, p.  607-610 ( DOI  10.1016 / j.scriptamat.2007.06.009 , citiți online )
  7. (în) YW Gu, NH Loh, KA Khor, SB Tor și P. Cheang , „  Plasma Spark sintering of hydroxyapatite pudres  ” , Biomaterials , vol.  23, n o  1, ianuarie 2002, p.  37-43 ( PMID  11762852 , DOI  10.1016 / S0142-9612 (01) 00076-X , citiți online )
  8. (în) Pejman Hojati-Talemi, Aravindaraj G. Kannan și George P. Simon , „  Fusion of carbon nanotubes for fabrication of field cathodes emitation  ” , Carbon , Vol.  50, n o  2 februarie 2012, p.  356-361 ( DOI  10.1016 / j.carbon.2011.07.058 , citiți online )