A técnica de sinterização assistida por campo (FAST), também conhecida como Spark Plasma Sintering (SPS), é um método de sinterização rápida.
Utiliza uma corrente eléctrica DC para aquecer diretamente o material.
Isto reduz significativamente os tempos de processamento.
Permite a produção de materiais com densidades elevadas e microestruturas controladas.
4 Principais vantagens da técnica de sinterização assistida por campo (FAST)
1. Mecanismo de aquecimento direto
A FAST/SPS utiliza uma corrente eléctrica DC que aquece diretamente o molde e/ou a amostra através do aquecimento Joule.
Este método de aquecimento direto é mais eficiente do que os métodos de aquecimento indireto utilizados na sinterização tradicional.
A aplicação direta da corrente eléctrica permite um controlo preciso da temperatura e da taxa de aquecimento.
Esta pode ser significativamente mais elevada do que a obtida com os métodos convencionais.
Este aquecimento rápido acelera a difusão de átomos através das fronteiras das partículas.
O que conduz a uma densificação mais rápida e a tempos de processamento mais curtos.
2. Temperaturas e pressões mais baixas
Em comparação com as técnicas convencionais de prensagem a quente e sinterização, o FAST/SPS funciona normalmente a temperaturas mais baixas e requer menos pressão para obter materiais de alta densidade.
Isto é vantajoso porque reduz o risco de crescimento de grãos e outras alterações microestruturais indesejáveis que podem ocorrer a altas temperaturas.
As temperaturas de funcionamento mais baixas também contribuem para a poupança de energia e alargam a gama de materiais que podem ser processados sem degradação.
3. Fabrico de materiais de elevado desempenho
A técnica FAST/SPS abre novas possibilidades para o fabrico de materiais com caraterísticas potencialmente extraordinárias.
É particularmente útil para sintetizar materiais com microestruturas controladas.
Isto é crucial para obter propriedades mecânicas, eléctricas ou térmicas específicas.
A capacidade de sinterizar materiais a densidades próximas da teórica sem crescimento significativo do grão torna-a uma ferramenta inestimável para a produção de materiais avançados, tais como cerâmicas, metais e compósitos.
4. Comparação com a Sinterização Convencional
Enquanto os métodos convencionais de sinterização podem ser demorados e requerem frequentemente temperaturas e pressões elevadas, o FAST/SPS pode alcançar resultados semelhantes ou melhores numa fração de tempo.
A utilização de corrente eléctrica no FAST/SPS não só acelera o processo de sinterização, como também permite a produção de formas complexas e peças quase em forma de rede.
Isto é um desafio com os métodos de sinterização tradicionais.
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