دانلود مقالات ISI درباره اسپارک پلاسما زینترینگ، SPS + ترجمه فارسی

SPS یک روش زینترینگ تحت فشار است که بر اساس تخلیه الکتریکی پالس­های جریان در فاصله بین ذرات پودر و تولید اسپارک (جرقه) عمل می کند. زمانی که اسپارک ناشی از تخلیه الکتریکی در محل اتصال یا فاصله بین ذرات پودر ایجاد می شود، حرارت موضعی ایجاد شده در ستون تخلیه باعث افزایش آنی دما تا بیش از oC1000 می شود. این حرارت بالا باعث تبخیر ناخالصی ها و همچنین تبخیر سطحی ذرات پودر در محدوده اسپارک می شود. بلافاصله پس از این ناحیه تبخیر، یک ناحیه ذوب سطحی ایجاد می گردد. این نواحی ذوب سطحی از طریق جریان الکترون ها (در طی زمان وصل جریان) و ایجاد خلأ (در طی زمان قطع جریان) به سمت هم کشیده شده و ناحیه گلویی را تشکیل می دهند. لازم به ذکر است که ذرات ریز ناخالصی و گازهای موجود بین ذرات پودر، به شروع تخلیه الکتریکی و تولید اسپارک در فضای خالی بین ذرات کمک می کنند. ناحیه گلویی شامل 5مرحله است: 1- مرحله ابتدایی: تولیداسپارک ناشی از تخلیه الکتریکی، به وسیله قطع و وصل پالس های جریان؛ 2- تولید پلاسما(یونیزه شدن گازهای موجود در فضاهای خالی بین ذرات در اثر تخلیه الکتریکی) 3- تبخیر و ذوب سطحی ذرات پودر 4- تولید فشار ناشی ازضربه اسپارک و پراکنده شدن ذرات ذوب یا تبخیر شده: برخورد شدید الکترون های آزاد(که در اثر تخلیه الکتریکی ایجاد شده اند)و یون ها (که در اثریونیزه شدن گاز تولیدشده اند) با سطح ذرات، منجر به حذف ناخالصی های موجود در سطح ذرات و در نتیجه پاکسازی و فعال سازی سطحی ذرات پودر می شود. این مسئله باعث برقراری پیوند قوی ترین ذرات شده و فرآیند چگالش نمونه را سرعت می بخشد. 5- کشیده شدن نواحی ذوب سطحی به طرف یکدیگر و تشکیل ناحیه گلویی. اجزای اصلی دستگاه SPS: این سیستم شامل قسمت های زیر می باشد: محفظه خلأ؛ دستگاه فشار تک محوری شامل پانچ های آبگرد که به عنوان الکترود نیز عمل می کنند؛ دستگاه کنترل اتمسفر (خلأ، هوا یا گاز خنثی مثل آرگون)؛ مولد پالس های جریان DC؛ واحد کنترل سیستم خنک کننده آبگرد؛ سیستم کنترل و تنظیم فشار اعمالی و دما؛ قفل ایمنی داخلی دستگاه؛ قالب گرافیتی. در روش های زینترینگ معمولی، ابتدا می بایست پودر با استفاده از دستگاه پرس هیدرولیک و یک قالب مناسب، تحت فشار لازم قرار گرفته و قطعه خام تولید شود و سپس برای زینترینگ داخل کوره قرار گیرد. اما در روش SPS مقدار مشخص و اندازه گیری شده از پودر موردنظر که قبلاً آسیاب و خشک شده است مستقیماً به داخل قالب های گرافیتی تغذیه شده و سپس به وسیله پانچ ها قالب بسته می شود. برای اینکه قطعه زینتر شده در پایان فرآیند به راحتی از قالب جدا شود، سطح بین قالب و پانچ را به وسیله ورقه های گرافیتی پوشش می دهند. پس از قرارگیری قالب محتوی نمونه پودری داخل محفظه زینترینگ، درب محفظه بسته شده و اتمسفر مناسب (خلأ یا گاز خنثی مثل آرگون) درون آن ایجاد می گردد. در نهایت با دادن پارامترهای فرآیند یعنی دما، زمان، فشار قالب و فرکانس پالس های جریان (زمان قطع و وصل شدن پالس ها) به سیستم کنترل دستگاه، دکمه استارت زده شده و عملیات زینترینگ آغاز می شود.