고급 소결 기술에는 두 가지 방법이 주로 사용됩니다: 스파크 플라즈마 소결(SPS)과 플래시 소결(FS)입니다.
스파크 플라즈마 소결과 플래시 소결의 3가지 주요 차이점
1. 가열 메커니즘
스파크 플라즈마 소결(SPS): SPS에서는 분말 입자 사이에 펄스 전류를 직접 적용하여 가열합니다.
이 방법은 금형 또는 시료의 전류를 통해 줄 열을 발생시켜 분당 최대 1000°C의 매우 높은 가열 속도를 달성할 수 있습니다.
또한 이 공정에는 플라즈마 활성화를 사용하여 불순물을 제거하고 분말 입자 표면을 활성화하여 소결 품질과 효율을 향상시킵니다.
플래시 소결(FS): FS는 용광로에서 가열하는 동안 시료에 직접 전압을 가하는 방식입니다.
샘플이 특정 임계 온도에 도달하면 전류가 갑자기 비선형적으로 증가하여 줄 가열이 빠르게 발생하여 샘플이 수 초 내에 빠르게 밀도가 높아집니다.
이 방법은 초고속 소결 속도와 낮은 에너지 소비가 특징입니다.
2. 소결 속도
SPS: SPS는 기존 소결 방법보다 훨씬 빠르지만 일반적으로 공정을 완료하는 데 몇 분 정도 걸립니다.
SPS의 빠른 가열 속도는 분말 입자에 직접 적용되는 펄스 전류의 결과인 시료의 내부 가열로 인한 것입니다.
FS: FS는 임계 온도에 도달하면 몇 초 내에 재료를 밀도화할 수 있는 기능으로 SPS보다 훨씬 빠릅니다.
따라서 FS는 현존하는 가장 빠른 소결 기술 중 하나로, 빠른 처리가 중요한 응용 분야에 이상적입니다.
3. 응용 분야 및 재료
SPS: SPS는 다목적이며 금속 재료, 세라믹 재료, 복합 재료 등 다양한 재료를 준비하는 데 사용할 수 있습니다.
특히 Al2O3 및 Y2O3와 같은 소결 보조제를 첨가하여 고밀도 실리콘 카바이드 세라믹을 제조하는 데 효과적입니다.
FS: FS는 탄화규소 및 초고속 처리 시간의 이점이 있는 기타 재료를 소결하는 연구에 사용되었습니다.
낮은 에너지 소비와 빠른 소결 속도로 효율성과 속도가 중요한 산업용 애플리케이션에 매력적인 옵션입니다.
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