La Field Assisted Sintering Technique (FAST), nota anche come Spark Plasma Sintering (SPS), è un metodo di sinterizzazione rapida.
Utilizza una corrente elettrica continua per riscaldare direttamente il materiale.
Ciò riduce notevolmente i tempi di lavorazione.
Consente di produrre materiali con densità elevate e microstrutture controllate.
4 vantaggi principali della tecnica di sinterizzazione assistita dal campo (FAST)
1. Meccanismo di riscaldamento diretto
FAST/SPS impiega una corrente elettrica continua che riscalda direttamente lo stampo e/o il campione attraverso il riscaldamento Joule.
Questo metodo di riscaldamento diretto è più efficiente dei metodi di riscaldamento indiretto utilizzati nella sinterizzazione tradizionale.
L'applicazione diretta della corrente elettrica consente un controllo preciso della temperatura e della velocità di riscaldamento.
Questa può essere significativamente più alta di quella ottenibile con i metodi convenzionali.
Questo riscaldamento rapido accelera la diffusione degli atomi attraverso i confini delle particelle.
In questo modo si ottiene una densificazione più rapida e tempi di lavorazione più brevi.
2. Temperature e pressioni più basse
Rispetto alle tecniche convenzionali di pressatura a caldo e sinterizzazione, FAST/SPS opera tipicamente a temperature più basse e richiede meno pressione per ottenere materiali ad alta densità.
Ciò è vantaggioso in quanto riduce il rischio di crescita dei grani e di altri cambiamenti microstrutturali indesiderati che possono verificarsi a temperature elevate.
Le temperature di esercizio più basse contribuiscono inoltre a risparmiare energia e ad ampliare la gamma di materiali che possono essere lavorati senza degrado.
3. Produzione di materiali ad alte prestazioni
La tecnica FAST/SPS apre nuove possibilità per la produzione di materiali con caratteristiche potenzialmente straordinarie.
È particolarmente utile per sintetizzare materiali con microstrutture controllate.
Ciò è fondamentale per ottenere specifiche proprietà meccaniche, elettriche o termiche.
La capacità di sinterizzare materiali a densità quasi teoriche senza una crescita significativa dei grani la rende uno strumento prezioso per la produzione di materiali avanzati come ceramiche, metalli e compositi.
4. Confronto con la sinterizzazione convenzionale
Mentre i metodi di sinterizzazione convenzionali possono richiedere tempo e spesso temperature e pressioni elevate, FAST/SPS può ottenere risultati simili o migliori in una frazione di tempo.
L'uso della corrente elettrica in FAST/SPS non solo accelera il processo di sinterizzazione, ma consente anche la produzione di forme complesse e di pezzi quasi netti.
Questo è difficile da realizzare con i metodi di sinterizzazione tradizionali.
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