A sinterização por plasma de faísca (SPS) é uma técnica de sinterização rápida utilizada para a preparação de vários materiais.
Inclui nanomateriais, ligas amorfas a granel, materiais funcionais gradientes, cerâmicas de alta densidade e cermets.
A SPS utiliza uma combinação de pressão mecânica, campo elétrico e campo térmico para melhorar a ligação e a densificação entre as partículas.
As principais vantagens da SPS incluem a sua capacidade de atingir taxas de aquecimento muito rápidas (até 1000°C/min), tempos de sinterização curtos e a capacidade de sinterizar a temperaturas e pressões mais baixas em comparação com os métodos convencionais.
Isto torna-o particularmente adequado para o processamento de materiais que requerem um controlo preciso do tamanho e da composição do grão, tais como nanomateriais e materiais gradientes.
Para que é utilizada a sinterização por plasma de faísca? 5 aplicações principais
1. Preparação de nanomateriais
A SPS é altamente eficaz na preparação de nanomateriais devido à sua capacidade de suprimir o crescimento de grãos de cristal durante a sinterização.
O rápido aquecimento e os curtos tempos de sinterização na SPS impedem o crescimento excessivo de grãos, permitindo a criação de materiais com grãos de tamanho nanométrico.
Este facto é crucial para manter a elevada resistência e plasticidade dos nanomateriais.
2. Preparação de ligas amorfas a granel
A SPS é utilizada para a sinterização de pós de ligas amorfas, que são normalmente preparados através de ligas mecânicas.
A capacidade de sinterizar em condições de baixa temperatura e alta pressão é benéfica para alcançar a alta resistência, o módulo de elasticidade e a resistência à corrosão das ligas amorfas a granel.
3. Preparação de materiais funcionais gradientes
A SPS permite a preparação de materiais gradientes, que têm uma composição ou propriedades variáveis numa determinada direção.
Os métodos tradicionais de sinterização debatem-se com as diferentes temperaturas de sinterização necessárias para as diferentes camadas destes materiais.
A SPS supera este problema permitindo um controlo preciso do gradiente de temperatura de sinterização, tornando-o rentável e adequado para aplicações industriais.
4. Cerâmicas e Cermets de alta densidade e de grão fino
A SPS é vantajosa para a preparação de cerâmicas de alta densidade devido à sua capacidade de ignorar os processos de transferência de calor necessários nos métodos normais de sinterização.
Isto resulta em tempos de sinterização significativamente reduzidos e temperaturas mais baixas, o que é benéfico para a poupança de energia e para melhorar a eficiência da produção.
5. Versatilidade e eficiência na preparação de materiais avançados
Em resumo, a sinterização por plasma de faísca é uma técnica versátil e eficiente que é particularmente benéfica para a preparação de materiais avançados que requerem um controlo preciso da sua microestrutura e propriedades.
As suas taxas de aquecimento rápidas e tempos de processamento curtos tornam-na uma ferramenta valiosa na ciência e engenharia de materiais.
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