تلبيد البلازما الشرارة الملبدة (SPS) هي تقنية تلبيد تتضمن التطبيق المتزامن للضغط الأحادي المحور والتيار النبضي عالي الكثافة ومنخفض الجهد المنخفض. ويمكن تلخيص آلية عملية التلبيد بالبلازما الشرارة في أربع مراحل رئيسية: إنشاء الفراغ، وتطبيق الضغط، والتسخين بالمقاومة، والتبريد. وخلال هذه العملية، يتم توليد حالة محلية ذات درجة حرارة عالية للحظات من خلال تفريغ شرارة بين الجسيمات، مما يؤدي إلى تكثيف التلبيد المتسارع وتشكيل جسم متكلس عالي الجودة.
1. إنشاء الفراغ:
تنطوي المرحلة الأولى من عملية التلبيد بالتفريغ على إزالة الغازات وخلق فراغ. وتُعد هذه الخطوة ضرورية لمنع أي شوائب غازية داخل المادة الملبدة، مما قد يضر بسلامتها وخصائصها. ومن خلال تفريغ الغلاف الجوي، تضمن العملية حدوث المراحل اللاحقة في بيئة نظيفة وخاضعة للرقابة.2. تطبيق الضغط:
في المرحلة الثانية، يتم تطبيق الضغط. ويعد هذا الضغط أحادي المحور مكونًا رئيسيًا في عملية SPS، حيث يساعد في توحيد جزيئات المادة. ويساعد الضغط في تقليل المسافة بين الجسيمات ويعزز تكوين أعناق بين الجسيمات، وهو أمر ضروري للتلبيد.
3. التسخين بالمقاومة:
تنطوي المرحلة الثالثة على التسخين بالمقاومة، حيث يتم تسخين المادة بواسطة تيار يتدفق مباشرة من خلالها. ويولد تيار التيار المستمر النبضي حرارة جول داخل المادة، مما يؤدي إلى تسخين سريع وموحد. وتتميز آلية التسخين هذه عن التسخين التقليدي في الفرن، حيث تسمح بالتحكم الدقيق في درجة الحرارة ومعدل التسخين. تخلق النبضات عالية الكثافة ومنخفضة الجهد أيضًا تفريغ شرارة عند نقاط التلامس بين الجسيمات، مما يولد حالة محلية عالية الحرارة تسهل عملية التلبيد.
4. التبريد:
