Simulation numérique du frittage SPS (Spark Plasma Sintering) des pièces de formes complexes

Abstract

Un modèle numérique multi physique du procédé SPS (Spark Plasma Sintering) a été développé afin d'évaluer les champs électriques, thermiques et mécaniques subis par la poudre lors du frittage. La fiabilité de ce modèle numérique a été validée par comparaison avec des données expérimentales réalisées sur une poudre d'alumine avec une pastille de diamètre 20mm. De plus, comme le montre le frittage des pastilles d'alumine de plus grand diamètre (50 mm de diamètre), le gradient de porosité induit semble être principalement corrélé à l'existence d'un gradient thermique dans la poudre. Le gradient de température semble donc être un point crucial à contrôler lors du procédé SPS des échantillons de grande taille afin d'obtenir une microstructure fine et homogène. Dans le but d’améliorer la structure des pièces de formes complexes, une méthode basée sur un cycle thermique oscillatoire a été proposée. La densité relative obtenue à partir de la méthode avec un cycle oscillatoire semble meilleure que celle obtenue avec un cycle thermique classique