1樓：隱詡姪
放耐歲肆電等離子燒結由於強脈衝電流加在粉末顆粒間，因此可產生諸多有利於快速燒結的效應。其相比常規燒結技術有以下優點：
改進陶瓷顯微結構雀知和提高材料的效能。
放電等離子燒結融等離子活化、熱壓、電阻加熱為一體，公升溫速度快、燒結時間短、燒結溫度低、晶粒均勻、有利於控制燒結體昌轎的細微結構、獲得材料的緻密度高，並且有著操作簡單、再現性高、安全可靠、節省空間、節省能源及成本低等優點。
2樓：拓邦冶金
sps/dcs放電等離子體燒結爐是一種利用通-斷直流脈衝電流直接通電燒結的加壓燒結法，它具有公升溫速度快、燒結時間短、組織結構可控、節能環保等鮮明特點，可用來製備金屬材料、陶瓷材核搏料、複合材料，也可用來製備奈米塊體材料、非晶塊體材料、梯度材料等。
等離子體是物質在高溫或特定激勵下的一種物質狀態，是除固態、液態和氣態以外，物質的第四種狀態。等離子體是解離的高溫導電氣體，溫度4000～10999℃，其氣態分子和原子處在高度活化狀態。
而且等離子氣體內離子化程度很高，這些性質使得等離子體成為一種非常重改悄祥要的材料製備和加工技術。放電產生的等離子體包括直流放電、射頻放電和微波放電等離子體。
sps/dcs放電等離子體燒結爐主要包括以下幾個部分：軸向壓力裝置、水冷衝頭電極、真空腔體、氣氛控制系統、直流脈衝及冷卻水、位移測量、溫度測量和安全控制單元等。
其中主要的是通-斷脈衝電源，通過通-斷脈衝電源可以產生放電等離子體、焦耳熱、放電衝擊壓和電場輔助擴散效應。
sps的工藝優勢十分明顯：加熱均勻，開溫速度快，燒結溫度低，燒結時間短，生產效率高，產品組織細小均勻，能保持原材料的自然狀態，可以得到高緻密度的材料，可以燒結梯度材料以及複雜工件。
與hp和hip相比，sps裝置操作簡單，不需要專門的熟練技術，與hp相比，sps技術的燒結溫度可運盯降低100-200℃。
sps放電等離子燒結爐的等離子體燒結技術的原理
3樓：禕秀曼
sps燒結機理目前還沒有達成較為統一的認識，其燒結的中間過程還有待於進一步研究。
目前一般認為：sps過程除具有熱壓燒結的焦耳熱和加壓造成的塑性變形促進燒結過程外，還在粉末顆粒間產生直流脈衝電壓，並有效利用了粉體顆粒間放電產生的自發熱作用，因而產生了一些sps過程特有的現象 。
sps中施加直流開關脈衝電流的作用 ：
第一，由於脈衝放電產生的放電衝擊波以及電子、離子在電場中反方向的高速流動，可使粉末吸附的氣體逸散，粉末表面的起始氧化膜在一定程度上被擊穿，使粉末得以淨化、活化；
第二，由於脈衝是瞬間、斷續、高頻率發生，在粉末顆粒未接觸部位產生的放電熱，以及粉末顆粒接觸部位產生的焦耳熱，都大大促進了粉末顆粒原子的擴散，其擴散係數比通常熱壓條件下的要大得多，從而達到粉末燒結的快速化；
第三，on- off快速脈衝的加入，使粉末內的放電部位及焦耳發熱部件，都會快速移動，使粉末的燒結能夠均勻化。使脈衝集中在晶粒結合處是sps過程的乙個特點。
sps過程中，顆粒之間放電時，會瞬時產生高達幾千度至1萬度的區域性高溫，在顆粒表面引起蒸發和熔化，在顆粒接觸點形成頸部，由於熱量立即從發熱中心傳遞到顆粒表面和向四周擴散，頸部快速冷卻而使蒸汽壓低於其他部位。
氣相物質凝聚在頸部形成高於普通燒結方法的蒸發-凝固傳遞是sps過程的另乙個重要特點。 晶粒受脈衝電流加熱和垂直單向壓力的作用，體擴散、晶界擴散都得到加強，加速了燒結緻密化過程，因此用較低的溫度和比較短的時間可得到高質量的燒結體。sps過程可以看作是顆粒放電、導電加熱和加壓綜合作用的結果。
s. w. wang和l.
等人分別對導電cu粉和非導電al2o3粉進行sps燒結研究，認為導電材料和非導電材料存在不同的燒結機理，導電粉體中存在焦耳熱效應和脈衝放電效應，而非導電粉體的燒結，主要源於模具的熱傳導。
放電等離子燒結的中間過程和現象十分複雜，許多科學家們對sps的燒結過程建立了模型。等對sps過程中的電流和溫度的分佈進行了模擬，認為溫度的分佈和電流的分佈緊密相關。
放電等離子燒結的sps的燒結原理
4樓：拓邦冶金
sps的燒結機理目前還沒有達成較為統一的認識[16～ 19],尤其是導電與非導電粉料的sps機制相差甚遠。目前導電粉體的sps定性分析為：由壓頭流出的直流脈衝電流(見圖3)[20]分。
成幾個流向，經過石墨模具的電流，產生大量焦耳熱；經過粉體的電流，誘發粉末顆粒間產生放電，激發等離子體，隨著等離子體密度不斷增大，高速反向運動的粒子流對顆粒表面產生較大衝擊力，使其吸附的氣體逸散或氧化膜破碎，從而使表面得到淨化和活化，有利於燒結。同時放電也會瞬時產生高達幾千度至幾萬度的區域性高溫，在晶粒表面引起蒸發和熔化，並在晶粒的接。
觸點形成「燒結頸」,由於是區域性發熱，熱量立即從發熱中心傳遞到晶粒表面和向四周擴散，因此所形成的燒結頸快速冷卻，使得的蒸發-凝固傳遞。通過重複施加開關電壓，放電點(區域性高溫)在壓實顆粒間移動而佈滿整個樣品，使得樣品均勻地發熱和節約能源。在sps過程中，晶粒受脈衝電流加熱和壓力的作用，體擴散、晶界擴散都得到加強槐正旦，加速了燒結緻密化的過程，為原子擴散示意圖。
在燒結ni粉中觀察到sps過程中形成的「放電燒結頸」及粉末顆粒間的網狀「橋連」,證實在燒結過程中存在區域性高溫。圖5為sps「放電頸部」形成過程的sem形貌圖。可見，對不同階段粉末燒結過程的觀察結果能很好地支援這種觀點，但是由於證實放電等離子體的存在較困難，而且多數試驗結果表明，脈衝電流不能通過非導電性粉體，無法在非導電粉體中產生等離子體，因此國內外不少學者對此燒結理論仍持懷疑態度。
文獻[22]提出了sps過程中燒結體顯微組織演變的自調節機制(如圖6)。該機制認為在燒結初期，接觸面積較大的顆粒間的電流較大，即i1> i2。電流i1產生的大量焦耳熱使顆粒接觸區域首先形成頸部。
隨著頸部長大，接觸面積進一步增加，電流也不斷增大鉛擾，頸部組織溫度越來越高，導致此區域電阻率增大，電阻增加，電流將趨於從接觸面積較小的顆粒間流過，即i2> i1。於是在原來接觸面積較小的顆粒間形成燒結頸，併發生燒結頸長大。如此交替進行下去，直至燒結體完全緻密化。
自調節機理可以較好地解釋sps燒結所製得的材料組織均勻、細化及高緻密的原因，但只適用於導電性，且具有正的電阻溫度係數的材料。而對於非導電性和電阻隨溫度變化不明顯的材料的燒結解釋不了，而且無清猛法與傳統的電燒結理論相區別。
sps放電等離子燒結爐的應用領域
5樓：強少
sps裝置為非常特殊的新型材料的製造提供了可能，諸如，可以再晶粒無顯著長大的狀態下燒結出奈米材料，複合材料。
碳化鎢或其他硬質材料。
結構陶瓷和功能陶瓷。
目前國內sps裝置良莠不齊，對於進行研究高校最好採用進口裝置。目前國際上有多家sps裝置生產商，主要集中在美國、歐洲和日本。
放電等離子燒結的sps在材料製備中的應用
6樓：拓邦冶金
放電等離子燒結技術發展概況。
放電等離子燒結技術，其歷史可以追溯到20世紀30年代，當時美國科學家就提出了脈衝電流燒結原理。到了1965年，脈衝電流燒結技術才在美、日等國得到應用。1968年日本獲得了。
專利，但未能解決該技術存在的生產效率低等問題，並沒有得到推廣應用。在當時該技術被稱為電火花燒結技術。1979年我國鋼鐵研究總院高一平等自主開發研製了國內第一臺電火花燒結機，用以批量生產金屬陶瓷模具，產生了顯著的社會經濟效益，並出版了《電火花燒結技術》一書。
1988年日本研製出第一臺工業型sps裝置，並推廣應用於新材料研究領域。1990年以。
後，日本推出了可用於工業生產的sps第三代產品，具有10～100t的燒結壓力和5000～ 8000a的脈衝電流。最近又研製出壓力達到500t、脈衝電流為25000a的大型sps裝置。
由於sps技術具有快速、低溫、高效率等優點，近幾年國內外許多大學和科研機構都相繼配備了sps燒結系統，並利用sps進行新材料的研究和開發。1998年瑞典購進sps燒結系。
統，對碳化物、氧化物、生物陶瓷等材料進行了較多的研究工作。我國從2000年起，武漢理工大學、北京工業大學、清華大學、北京科技大學、中科院上海矽酸鹽所等單位也相繼引進了日本製造的sps裝置，開展了用sps技術製備新材料的研究工作，主要用來燒結奈米材料和陶瓷材料。sps作為一種材料製備的全新技術，已引起了國內外材料學界的特別關注。
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