Аспекти сучасного розвитку досліджень процесів з використанням пульсуючого електричного струму для активації спікання (Огляд)

Abstract

Проаналізовано сучасний стан у галузі досліджень процесів спікання з використанням пульсуючого електричного струму, зокрема іскроплазмового спікання (ІПС). Цей метод має наступні переваги: коротший час консолідації; підвищену енергетичну ефективність процесу; мінімізацію втрат матеріалу через випаровування, небажані фазові перетворення; стримування зростання зерна; нижчий рівень вмісту домішок по границях і в об’ємі зерен; підвищену щільність і дрібніший розмір зерна в спечених зразках; високі швидкості нагріву. Представлено переконливі свідоцтва, що вказують на відсутність плазми за умов ІПС. Діаграма в часі і частота повторення імпульсів не мають жодного вимірюваного впливу на ущільнення, зростання зерен, масоперенос і мікроструктуру спечених порошків.

Проведен анализ современного состояния в области исследований процессов спекания с использованием пульсирующего электрического тока. Этот метод имеет следующие преимущества: более короткое время консолидации; повышенную энергетическую эффективность процесса; минимизацию потерь материала из-за испарения и нежелательных фазовых превращений; торможение роста зерна; низкий уровень содержания примесей на границах и в объеме зерен; более высокую плотность и более мелкий размер зерна в спеченных образцах; высокие скорости нагрева. Представлены убедительные свидетельства, которые указывают на отсутствие плазмы в условиях электроразрядного спекания. Временнáя диаграмма и частота повторения импульсов не оказывают влияния на уплотнение, рост зерен, массоперенос и микроструктуру спеченных образцов.

The analysis of state-of-the-art in area of sintering processes researches with the use of pulsating electric current, in particular spark plasma sintering (SPS) was conducted. This method had next advantages: shorter time of consolidation; enhanceable power efficiency of the process; minimization of material losses because of evaporation and undesirable phase transformations; braking of the grain growth; low level of impurities content on the borders and in the volume of grains; higher density and finer grain size in the sintered simples; high heating rate. Convincing evidences that specify on absence of plasma in the SPS conditions were presented. Time diagram and pulse-repetition frequency did not have influence on a consolidation, grain growth, mass transfer and microstructure of the sintered simples.