Dzirksteles plazmas saķepināšana (SPS) ir saķepināšanas paņēmiens, kurā materiāli tiek sablīvēti un kondensēti lielākā blīvumā. Sistēmas, kas paredzētas dzirksteles plazmas saķepināšanai, izmanto līdzstrāvas (DC) impulsus, lai radītu dzirksteļu enerģiju starp materiāla daļiņām. Šī tehnoloģija nodrošina ātru daļiņu saplūšanu, un atšķirībā no citiem saķepināšanas procesiem, kas saistīti tikai ar metāla apstrādi, dzirksteļplazmas saķepināšanu var izmantot keramikai, kompozītmateriāliem un nanostruktūrām.
Process darbojas pēc elektriskās dzirksteles izlādes principa, kurā lielas enerģijas pulsējošā strāva telpās starp materiāla daļiņām rada dzirksteles plazmu. Šī dzirksteles plazma pastāv neticami augstā temperatūrā 10,000 18,032 ° C (99 XNUMX ° F), izraisot iespējamu oksidāciju vai piesārņotāju iztvaikošanu uz daļiņu virsmām. Arī daļiņu virsmas tiek uzkarsētas, izraisot šo apgabalu kušanu un saplūšanu, veidojot struktūras, kas pazīstamas kā kakliņi. Laika gaitā kakliņi attīstīsies telpās, dažos gadījumos palielinot materiāla kopējo cieto blīvumu līdz virs XNUMX%.
Dzirksteles plazmas saķepināšanas procesa priekšrocības ietver īsu pabeigšanas laiku, zemas ekspluatācijas izmaksas, plašu pielietojumu klāstu un labus strukturālos un materiālu rezultātus. Procesa rakstura dēļ dzirksteles plazmas saķepināšana parasti aizņem mazāk nekā 20 minūtes. Arī izmaksas parasti ir zemākas ar šo tehnoloģiju, jo pulsējošajai strāvai nav nepieciešams augsts spriegums, un procesa pabeigšana neaizņem daudz laika. Šis īsais cikla laiks kopā ar zemajām izmaksām padara procesu efektīvu plašam lietojumu klāstam.
Dzirksteles plazmas saķepināšana var nodrošināt daudz lielāku blīvumu nekā daudzi citi saķepināšanas procesi, padarot to ideāli piemērotu materiāliem, kur vēlams augsts cietās vielas blīvums. Šo procesu var izmantot gan izolatoriem, gan vadītājiem, paverot vairāk iespējamo materiālu saķepināšanai. Karsēšanas procesa precizitāte padara dzirksteļplazmas saķepināšanu piemērojamu arī nanostruktūrām, piemēram, kristāliem, kurus var saķepināt, nezaudējot strukturālo integritāti.
Fakts, ka dzirksteles plazma spēj radīt intensīvu siltumu no materiāla iekšpuses, nevis no ārpuses, dod vairākus izdevīgus rezultātus. Pirmkārt, tiek samazināts daļiņu iekšpuses uzkaršanas risks, jo tiek uzkarsētas tikai daļiņu virsmas. Otrkārt, sildīšanas raksturs nozīmē, ka materiāls tiks uzkarsēts vienmērīgi uzreiz, palielinot struktūras integritāti un blīvuma vienmērīgumu. Treškārt, process ļauj vairāk kontrolēt dažādus apstākļus, tostarp spiedienu, siltumu un dzesēšanu, kas galu galā ļauj labāk kontrolēt materiāla blīvumu.