스파크 플라즈마 소결(SPS)은 일축 압력과 고강도, 저전압, 펄스 전류를 동시에 가하는 소결 기술입니다. SPS의 메커니즘은 진공 생성, 압력 적용, 저항 가열 및 냉각의 네 가지 주요 단계로 요약할 수 있습니다. 이 과정에서 입자 사이의 스파크 방전에 의해 국부적인 고온 상태가 순간적으로 발생하여 소결 치밀화가 가속화되고 고품질의 소결체가 형성됩니다.
1. 진공 생성:
SPS의 첫 번째 단계는 가스를 제거하고 진공을 생성하는 것입니다. 이 단계는 소결된 재료의 무결성과 특성을 손상시킬 수 있는 가스 내포물을 방지하는 데 매우 중요합니다. 이 공정은 대기를 제거함으로써 다음 단계가 통제되고 깨끗한 환경에서 진행되도록 보장합니다.2. 압력 적용:
두 번째 단계에서는 압력이 가해집니다. 이 일축 압력은 재료 입자의 응집에 도움이 되기 때문에 SPS 공정의 핵심 구성 요소입니다. 압력은 입자 간 거리 감소를 돕고 소결에 필수적인 입자 사이의 넥 형성을 촉진합니다.
3. 저항 가열:
세 번째 단계는 재료에 직접 흐르는 전류에 의해 재료를 가열하는 저항 가열입니다. 펄스 DC 전류는 재료 내에서 줄 열을 발생시켜 빠르고 균일한 가열을 유도합니다. 이 가열 메커니즘은 온도와 가열 속도를 정밀하게 제어할 수 있다는 점에서 기존의 용광로 가열 방식과 차별화됩니다. 또한 고강도 저전압 펄스는 입자 사이의 접촉 지점에서 스파크 방전을 생성하여 소결 공정을 용이하게 하는 국부적인 고온 상태를 생성합니다.
4. 냉각:
