تشمل مزايا التلبيد بمساعدة الحقل، خاصةً من خلال تقنيات مثل التلبيد بالبلازما الشرارة (SPS)، التكثيف السريع، وانخفاض درجات حرارة التلبيد، وتحسين التحكم في البنية المجهرية، وتعزيز الخواص الميكانيكية. وتتحقق هذه الفوائد من خلال الآليات الفريدة لتطبيق الطاقة وتوليد الحرارة في التلبيد بمساعدة المجال.
التكثيف السريع ودرجات حرارة التلبيد المنخفضة
تستخدم تقنيات التلبيد بمساعدة الحقل مثل SPS مصدر طاقة خارجي، عادةً ما يكون كهربائيًا، لتسريع الانتشار الذري وتعزيز تكوين العنق السريع بين الجسيمات. يقلل هذا التسخين الموضعي بشكل كبير من وقت التلبيد ويسمح بالتكثيف في درجات حرارة منخفضة مقارنة بطرق التلبيد التقليدية. على سبيل المثال، يمكن لطريقة SPS تكثيف السيراميك في دقائق، في حين أن الكبس الساخن التقليدي أو التلبيد بدون ضغط قد يتطلب عدة ساعات لتحقيق كثافات مماثلة. ولا توفر هذه الكفاءة الوقت فحسب، بل تقلل أيضًا من استهلاك الطاقة وتدهور المواد الناتج عن الحرارة.تحسين التحكم في البنية المجهرية
يسمح التحكم الدقيق في معدلات التسخين والتبريد في التلبيد بمساعدة المجال (حتى 500 كلفن/الدقيقة في SPS) بتحكم أفضل في البنية المجهرية للمادة. يقلل هذا التسخين والتبريد السريع من الوقت في درجات الحرارة المرتفعة، مما يقلل من نمو الحبيبات ويحافظ على البنى المجهرية الدقيقة. وبالتالي، تُظهر المواد الملبدة خصائص ميكانيكية محسّنة مثل تحسين القوة والصلابة ومقاومة التآكل. هذا التحكم في البنية المجهرية مفيد بشكل خاص للمواد ذات التركيبات المعقدة أو تلك التي يصعب تلبيدها باستخدام الطرق التقليدية.
الخواص الميكانيكية المحسنة
تؤدي عملية التلبيد في التقنيات المدعومة ميدانيًا إلى بنية كثيفة ومتماسكة بسبب الترابط والتكثيف الفعال للجسيمات. وينتج عن ذلك مكونات ذات خواص ميكانيكية فائقة. وتساهم آليات الانتشار السريع والمضبوط التي يسهلها مصدر الطاقة الخارجي في تطوير مادة قوية ومتينة، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات في السيراميك المتقدم والمواد الوظيفية والمركبات.
تعدد الاستخدامات في تركيبات المواد وأشكالها
