Technisches Team · Kintek Solution

Plasma-Entladungssintern, auch bekannt als Funkenplasmasintern (SPS) oder Plasmaaktivierungssintern, ist ein schnelles Sinterverfahren, das Plasmaaktivierung, Heißpressen und Widerstandserhitzung kombiniert.Dabei wird ein gepulster Gleichstrom (DC) und einachsiger Druck auf das Pulver in einer Matrize angewendet, wodurch eine Plasmaentladung zwischen den Partikeln entsteht.Durch diesen Prozess wird das Material schnell erhitzt und gesintert, Verunreinigungen werden verdampft und die Partikeloberflächen aktiviert.Die Technologie zeichnet sich durch schnelle Heizraten, niedrige Sintertemperaturen, kurze Verarbeitungszeiten und die Fähigkeit aus, Materialien mit hoher Dichte und feinen, gleichmäßigen Körnern herzustellen.Sie wird häufig zum Sintern von Metallen, Keramiken, nanostrukturierten Materialien und Verbundwerkstoffen eingesetzt und ist damit ideal für die Forschung und Entwicklung neuer Materialien.

Die wichtigsten Punkte werden erklärt:

1. Prinzip des Plasma-Entladungssinterns:

   • Das Pulver wird mit einem gepulsten Gleichstrom beaufschlagt, der zwischen den Partikeln Mikroentladungen erzeugt.
   • Diese Entladungen erzeugen ein Plasma, das das Material schnell erhitzt und Oberflächenverunreinigungen wie Oxidschichten und absorbierte Gase verdampft.
   • Die Partikeloberflächen werden durch die Akkumulation von Wärme- und Dehnungsenergie aktiviert, was die Sinterung erleichtert.

2. Mechanismus der Sinterung:

   • An den Kontaktstellen der aktivierten Partikel wird Joule-Wärme erzeugt, die eine thermische Diffusion bewirkt.
   • Die elektrische Diffusion erfolgt parallel dazu durch die angelegte Spannung, so dass die Sinterung in kurzer Zeit (Sekunden bis Minuten) abgeschlossen werden kann.
   • Hochenergetische Funken können Temperaturen von bis zu 10.000 °C erreichen, wodurch die Partikel schmelzen und zu dichten Strukturen verschmelzen.

3. Vorteile des Plasma-Entladungssinterns:

   • Schnelles Heizen und Kühlen:Das Verfahren ist viel schneller als herkömmliche Sinterverfahren.
   • Niedrige Sintertemperatur:Erzielt hochdichte Materialien bei niedrigeren Temperaturen.
   • Kurze Verarbeitungszeit:Die Sinterung kann in wenigen Minuten abgeschlossen werden.
   • Feines und gleichmäßiges Korngefüge:Erzeugt Materialien mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften.

4. Anwendungen:

   • Geeignet für das Sintern von Metallen, Keramiken, nanostrukturierten Materialien, amorphen Legierungen und Verbundwerkstoffen.
   • Ideal für die Forschung und Entwicklung neuer Materialien, einschließlich fester Elektrolyte und elektrothermischer Materialien.
   • Zur Herstellung von Nanomaterialien, amorphen Massenlegierungen, funktionalen Gradientenwerkstoffen und hochdichten Keramiken.

5. Ausrüstung und Prozessparameter:

   • Spark-Plasma-Sinteröfen werden für dieses Verfahren verwendet.
   • Arbeitet bei niedrigen Temperaturen (500-1000°C) und hohen Drücken (500-1000 MPa) oder bei hohen Temperaturen (1000-2000°C) und niedrigen Drücken (20-30 MPa).
   • Kann Materialdichten von über 99 % erreichen.

6. Material-Eignung:

   • Wirksam für eine breite Palette von Materialien, einschließlich feuerfester Materialien wie Diamant Sinterkarbid und intermetallische Verbindungen.
   • Aufgrund seiner Vielseitigkeit und Effizienz ist es besonders für die Produktion und Forschung in kleinem Maßstab geeignet.

7. Einzigartige Merkmale:

   • Kombiniert Plasmaaktivierung, Heißpressen und Widerstandserwärmung in einem einzigen Prozess.
   • Ermöglicht schnelles Prototyping und die Entwicklung moderner Werkstoffe mit maßgeschneiderten Eigenschaften.

Das Plasma-Entladungssintern ist eine Spitzentechnologie, die die Grenzen herkömmlicher Sinterverfahren überwindet und eine schnellere, effizientere und hochwertigere Materialverarbeitung ermöglicht.Seine Vielseitigkeit und die Fähigkeit, Hochleistungswerkstoffe herzustellen, machen es zu einem wertvollen Werkzeug sowohl in der Industrie als auch in der Forschung.

Zusammenfassende Tabelle:

Aspekt	Einzelheiten
Prinzip	Gepulster Gleichstrom erzeugt Plasma, verdampft Verunreinigungen, aktiviert Partikel.
Mechanismus	Joule-Wärme und elektrische Diffusion ermöglichen eine schnelle Sinterung innerhalb von Minuten.
Vorteile	Schnelle Erwärmung, niedrige Sintertemperaturen, kurze Verarbeitungszeiten, feines Korngefüge.
Anwendungen	Metalle, Keramiken, nanostrukturierte Materialien, Verbundwerkstoffe und F&E.
Ausrüstung	Funkenplasma-Sinteröfen (500-2000°C, 20-1000 MPa).
Material Eignung	Feuerfeste Materialien, Diamant, Hartmetall, intermetallische Verbindungen.
Einzigartige Merkmale	Kombiniert Plasmaaktivierung, Heißpressen und Widerstandserwärmung.

Erschließen Sie das Potenzial des Plasma-Entladungssinterns für Ihre Materialforschung. Kontaktieren Sie unsere Experten noch heute !