Schema Spark Plasma Sintern
Markus Radajewski

Arbeitsgruppe Pulvermetallurgie/Sintern

Leitung

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Was ist FAST/SPS?

Die „Field Assisted Sintering Technique“ (FAST) bzw. das „Spark Plasma Sintering“ (SPS) ist ein strom- und druckunterstütztes Sinterverfahren und gehört zur Gruppe der „Electric Current Activated/Assisted Sintering“ (ECAS)-Verfahren. Durch die Kombination eines aufgebrachten Pressdrucks mit einer direkten Erwärmung mittels elektrischem Strom (Joule'sche Erwärmung) wird eine schnelle und effiziente Verdichtung von Pulverwerkstoffen erreicht.

Im Vergleich zu konventionellen Sinterverfahren, dem Heißpressen (HP) oder dem heißisostatischen Pressen (HIP), ermöglicht FAST/SPS deutlich höhere Heizraten (bis zu 1000 K/min), kürzere Prozesszeiten und häufig niedrigere Sintertemperaturen. Dadurch können hohe Dichten erzielt werden, während das Kornwachstum reduziert wird.

FAST/SPS eignet sich insbesondere für keramische Pulver, Metallpulver und Verbundwerkstoffe, die aufgrund geringer Sinteraktivität, hoher Reaktivität, geringer Verformbarkeit, ungünstiger Partikelmorphologie oder Partikelgrößenverteilung sowie großer Unterschiede der physikalischen Eigenschaften nur schwer mit konventionellen Verfahren gesintert werden können. Zudem lassen sich Materialsynthese und Verdichtung häufig in einem einzigen Prozessschritt realisieren.

Arbeitsgebiete

  • Synthese von Metallen, Keramiken und Metall-Keramik-Verbundwerkstoffen
  • Synthese von Gradientenwerkstoffen und Schichtverbunden
  • Korrelation der Misch-/Mahl- und Sinterparameter mit dem Gefüge/der Mikrostruktur sowie den mechanischen Werkstoffeigenschaften 

Projekte

Technische Ausrüstungen

  •  Pulveraufbereitung
    • Schüttelmischer Turbula T2F
    • Planetenkugelmühle Fritsch Pulverisette 5
    • Planetenkugelmühle Fritsch Pulverisette 6
    • Schwingmühle Retsch CryoMill
  • Sintern
    • FCT HP D 25/2 
    • FCT H-HP D 60