स्पार्क प्लाज्मा सिंटरिंग

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स्पार्क प्लाज्मा सिंटरिंग (एसपीएस),[1] फ़ील्ड असिस्टेड सिंटरिंग तकनीक (FAST) के रूप में भी जाना जाता है[2] या स्पंदित विद्युत धारा सिंटरिंग (PECS), या प्लाज्मा दबाव संघनन (P2C)[3] एक सिंटरिंग तकनीक है.

एसपीएस की मुख्य विशेषता यह है कि विद्युत चालकता नमूनों के मामले में स्पंदित या बिना स्पंदित प्रत्यक्ष धारा या प्रत्यावर्ती धारा सीधे ग्रेफाइट डाई, साथ ही पाउडर कॉम्पैक्ट से होकर गुजरती है। जूल तापन को पाउडर कॉम्पैक्ट के घनत्व में एक प्रमुख भूमिका निभाते हुए पाया गया है, जिसके परिणामस्वरूप पारंपरिक सिंटरिंग तकनीकों की तुलना में कम सिंटरिंग तापमान पर सैद्धांतिक घनत्व प्राप्त होता है।[4] पारंपरिक गर्म आइसोस्टैटिक दबाव के विपरीत, गर्मी उत्पादन आंतरिक होता है, जहां गर्मी बाहरी हीटिंग तत्वों द्वारा प्रदान की जाती है। यह बहुत अधिक ताप या शीतलन दर (1000 K/मिनट तक) की सुविधा प्रदान करता है, इसलिए सिंटरिंग प्रक्रिया आम तौर पर बहुत तेज़ (कुछ मिनटों के भीतर) होती है। प्रक्रिया की सामान्य गति यह सुनिश्चित करती है कि इसमें मानक घनत्व मार्गों के साथ होने वाले मोटेपन से बचते हुए नैनोसाइज या नैनोस्ट्रक्चर के साथ पाउडर को सघन करने की क्षमता है। इसने एसपीएस को उन्नत चुंबकीय, सामग्री की एक श्रृंखला तैयार करने का एक अच्छा तरीका बना दिया है।[5] मैग्नेटोइलेक्ट्रिक,[6] piezoelectric,[7] ताप विद्युत ,[8] ऑप्टिकल[9] या बायोमेडिकल[10] गुण। एसपीएस का उपयोग कार्बन नैनोट्यूब के सिंटरिंग के लिए भी किया जाता है[11] क्षेत्र इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन इलेक्ट्रोड के विकास के लिए। एसपीएस सिस्टम की कार्यप्रणाली को एक वीडियो लिंक में योजनाबद्ध रूप से समझाया गया है।[12] जबकि स्पार्क प्लाज़्मा सिंटरिंग शब्द का प्रयोग आमतौर पर किया जाता है, यह शब्द भ्रामक है क्योंकि इस प्रक्रिया में न तो कोई स्पार्क और न ही कोई प्लाज़्मा मौजूद होता है।[13] यह प्रयोगात्मक रूप से सत्यापित किया गया है कि धारा के उपयोग से घनत्व को सुगम बनाया जाता है। एसपीएस का उपयोग कार्यात्मक रूप से वर्गीकृत नरम-चुंबकीय सामग्रियों के निर्माण के लिए एक उपकरण के रूप में किया जा सकता है और यह चुंबकीय सामग्रियों के विकास में तेजी लाने में उपयोगी है।[14] यह पाया गया है कि यह प्रक्रिया ऑक्सीकरण प्रतिरोध में सुधार करती है [15] और पहनने का प्रतिरोध[16] पारंपरिक समेकन विधियों की तुलना में सिंटरयुक्त टंगस्टन कार्बाइड कंपोजिट का।

एक प्रकार की सिंटरिंग जिसमें तापमान और दबाव दोनों शामिल होते हैं

हाइब्रिड हीटिंग

प्रेसिंग टूल सिस्टम के बाहर से कार्य करने वाले एक या कई अतिरिक्त हीटिंग सिस्टम के साथ FAST/SPS विधि के संयोजन के माध्यम से थर्मल ग्रेडिएंट को कम करना संभव है, जिससे एक साथ अनुकूलित समरूपता के साथ हीटिंग दरों में वृद्धि की अनुमति मिलती है।[citation needed]

2012 में दुनिया का सबसे बड़ा हाइब्रिड एसपीएस-हॉट प्रेस सिंटरिंग सिस्टम स्पेन में स्थापित किया गया था[17] और इस प्रणाली के साथ 400 मिमी तक के पूरी तरह से घने बड़े सिरेमिक ब्लैंक का निर्माण FP7 यूरोपीय प्रोजेक्ट HYMACER - हाइब्रिड सिंटरिंग और तकनीकी सिरेमिक की उन्नत मशीनिंग के ढांचे के भीतर प्रगति पर है।

स्पार्क प्लाज्मा सिंटरिंग, जिसे प्लाज्मा दबाव संघनन (पी2सी) सिंटरिंग के रूप में भी जाना जाता है, उपकरण अब व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हैं और अब प्रयोगशाला अनुसंधान कार्य तक सीमित नहीं हैं। इन उपकरणों का उपयोग करके बॉडी कवच, रॉकेट नोजल, कार्बन फाइबर कंपोजिट और कई अन्य हाइब्रिड सामग्री जैसे उत्पादों का व्यावसायिक पैमाने पर उत्पादन किया जा सकता है।[18]


यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ "Field-Assisted Sintering Technology / Spark Plasma Sintering: Mechanisms,Materials, and Technology Developments", By O. Guillon et al., Advanced Engineering Materials 2014, DOI: 10.1002/adem.201300409, http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adem.201300409/epdf
  2. ↑ KU Leuven - SPS process modeling
  3. ↑ 'sps-p2c
  4. ↑ Sairam, K.; Sonber, J.K.; Subramanian, C.; Fotedar, R.K.; Nanekar, P.; Hubli, R.C. (January 2014). "बोरान कार्बाइड के घनत्व और यांत्रिक गुणों पर स्पार्क प्लाज्मा सिंटरिंग मापदंडों का प्रभाव". International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 42: 185–192. doi:10.1016/j.ijrmhm.2013.09.004.
  5. ↑ Aubert, A.; Loyau, V.; Mazaleyrat, F.; LoBue, M. (2017). "Uniaxial anisotropy and enhanced magnetostriction of CoFe2O4 induced by reaction under uniaxial pressure with SPS". Journal of the European Ceramic Society. 37 (9): 3101–3105. arXiv:1803.09656. doi:10.1016/j.jeurceramsoc.2017.03.036. S2CID 118914808.
  6. ↑ Aubert, A.; Loyau, V.; Mazaleyrat, F.; LoBue, M. (2017). "Enhancement of the Magnetoelectric Effect in Multiferroic CoFe2O4/PZT Bilayer by Induced Uniaxial Magnetic Anisotropy". IEEE Transactions on Magnetics. 53 (11): 1–5. arXiv:1803.09677. doi:10.1109/TMAG.2017.2696162. S2CID 25427820.
  7. ↑ Li et al, Ferroelectric and Piezoelectric Properties of Fine-Grained Na0.5K0.5NbO3 Lead-Free Piezoelectric Ceramics Prepared by Spark Plasma Sintering, Journal of the American Ceramic Society, 89, 2, 706–709, (2006)
  8. ↑ Wang; et al. (2006). "High-performance Ag[sub 0.8]Pb[sub 18+x]SbTe[sub 20] thermoelectric bulk materials fabricated by mechanical alloying and spark plasma sintering". Applied Physics Letters. 88 (9): 092104. doi:10.1063/1.2181197.
  9. ↑ Kim; et al. (2007). "पारदर्शी एल्यूमिना की स्पार्क प्लाज्मा सिंटरिंग". Scripta Materialia. 57 (7): 607–610. doi:10.1016/j.scriptamat.2007.06.009.
  10. ↑ Gu; et al. (2002). "हाइड्रोक्सीएपेटाइट पाउडर की स्पार्क प्लाज्मा सिंटरिंग". Biomaterials. 23 (1): 37–43. doi:10.1016/S0142-9612(01)00076-X. PMID 11762852.
  11. ↑ Talemi; et al. (2012). "क्षेत्र उत्सर्जन कैथोड के निर्माण के लिए कार्बन नैनोट्यूब का संलयन". Carbon. 50 (2): 356–361. doi:10.1016/j.carbon.2011.07.058.
  12. ↑ 'SPS-How it Works?
  13. ↑ Hulbert, D. M.; Anders, A.; Dudina, D. V.; Andersson, J.; Jiang, D.; Unuvar, C.; Anselmi-Tamburini, U.; Lavernia, E. J.; Mukherjee, A. K. (2008). "स्पार्क प्लाज्मा सिंटरिंग में प्लाज्मा की अनुपस्थिति". J. Appl. Phys. 104 (3): 033305–7. Bibcode:2008JAP...104c3305H. doi:10.1063/1.2963701. S2CID 54726651.
  14. ↑ V. Chaudhary, L. P. Tan, V. K. Sharma, R. V. Ramanujan, Accelerated study of magnetic Fe-Co-Ni alloys through compositionally graded spark plasma sintered samples, Journal of Alloys and Compounds, 869, 159318 (2021), https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.159318
  15. ↑ Karimi, Hadi; Hadi, Morteza; Ebrahimzadeh, Iman; Farhang, Mohammad Reza; Sadeghi, Mohsen (2018-10-01). "स्पार्क प्लाज्मा सिंटरिंग द्वारा निर्मित WC-FeAl मिश्रित का उच्च तापमान ऑक्सीकरण व्यवहार". Ceramics International. 44 (14): 17147–17153. doi:10.1016/j.ceramint.2018.06.168. ISSN 0272-8842. S2CID 140057751.
  16. ↑ Karimi, Hadi; Hadi, Morteza (2020-08-01). "WC-FeAl कंपोजिट की संरचना और ड्राई स्लाइडिंग घिसाव व्यवहार पर सिंटरिंग तकनीकों का प्रभाव". Ceramics International. 46 (11, Part B): 18487–18497. doi:10.1016/j.ceramint.2020.04.154. ISSN 0272-8842. S2CID 219077175.
  17. ↑ CINN-CSIC: Hybrid SPS-HP - Photo Gallery
  18. ↑ plasma pressure compaction
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