SPS-2T型放電等離子熱(rè)壓燒結爐

SPS-2T型放電等離子熱(rè)壓燒結爐

關鍵詞：放電，等離子，熱(rè)壓燒結

  放電等離子燒結(Spark Plasma Sintering,簡稱SPS)工藝是将金屬等粉末裝入石墨等材質制成的(de)模具内，利用(yòng)上、下(xià)模沖及通(tōng)電電極将特定燒結電源和(hé)壓制壓力施加于燒結粉末，經放電活化(huà)、熱(rè)塑變形和(hé)冷(lěng)卻完成制取高(gāo)性能材料的(de)一種新的(de)粉末冶金燒結技術。

放電等離子燒結具有在加壓過程中燒結的(de)特點，脈沖電流産生的(de)等離子體及燒結過程中的(de)加壓有利于降低粉末的(de)燒結溫度。同時(shí)低電壓、高(gāo)電流的(de)特征，能使粉末快(kuài)速燒結緻密。

優點：升溫速度快(kuài)、燒結時(shí)間短、燒結溫度低、晶粒均勻、有利于控制燒結體的(de)細微結構、獲得(de)材料的(de)緻密度高(gāo)，并且有著(zhe)操作簡單、再現性高(gāo)、安全可(kě)靠、節省空間、節省能源及成本低等優點

1、什(shén)麽是放電等離子體

放電等離子燒結(Spark Plasma Sintering)簡稱SPS，是近年來(lái)發展起來(lái)的(de)一種新型的(de)快(kuài)速燒結技術。該技術是在粉末顆粒間直接通(tōng)入脈沖電流進行加熱(rè)燒結，因此有時(shí)也(yě)被稱爲等離子活化(huà)燒結(Plasma Activated Sintering, PAS)或等離子體輔助燒結（Plasma Assister Sintering, PAS）。

該技術是通(tōng)過将特殊電源控制裝置發生的(de)ON-OFF直流脈沖電壓加到粉體試料上，除了(le)能利用(yòng)通(tōng)常放電加工所引起的(de)燒結促進作用(yòng)（放電沖擊壓力和(hé)焦耳加熱(rè)）外，還(hái)有效利用(yòng)脈沖放電初期粉體間産生的(de)火花放電現象（瞬間産生高(gāo)溫等離子體）所引起的(de)燒結促進作用(yòng)通(tōng)過瞬時(shí)高(gāo)溫場(chǎng)實現緻密化(huà)的(de)快(kuài)速燒結技術。

2、放電等離子體優點

放電等離子體燒結由于強脈沖電流加在粉末顆粒間，因此可(kě)産生諸多(duō)有利于快(kuài)速燒結的(de)效應。其相比常規燒結技術，放電等離子體燒結融等離子活化(huà)、熱(rè)壓、電阻加熱(rè)爲一體，升溫速度快(kuài)、燒結時(shí)間短、燒結溫度低、晶粒均勻、有利于控制燒結體的(de)細微結構、獲得(de)材料的(de)緻密度高(gāo)，并且有著(zhe)操作簡單、再現性高(gāo)、安全可(kě)靠、節省空間、節省能源及成本低等優點。

3、放電等離子體燒結的(de)原理(lǐ)

SPS燒結機理(lǐ)目前還(hái)沒有達成較爲統一的(de)認識，其燒結的(de)中間過程還(hái)有待于進一步研究。SPS的(de)制造商Sumitomo公司的(de)M.Tokita最早提出放電等離子燒結的(de)觀點，他(tā)認爲：粉末顆粒微區(qū)還(hái)存在電場(chǎng)誘導的(de)正負極，在脈沖電流作用(yòng)下(xià)顆粒間發生放電，激發等離子體，由放電産生的(de)高(gāo)能粒子撞擊顆粒間的(de)接觸部分(fēn)，使物(wù)質産生蒸發作用(yòng)而起到淨化(huà)和(hé)活化(huà)作用(yòng)，電能貯存在顆粒團的(de)介電層中，介電層發生間歇式快(kuài)速放電，在粉末顆粒未接觸部位産生自發熱(rè)。

目前一般認爲，SPS與熱(rè)壓(HP)有相似之處，但加熱(rè)方式不同，它是一種利用(yòng)通(tōng)-斷直流脈沖電流直接通(tōng)電燒結的(de)加壓燒結法。通(tōng)-斷式直流脈沖電流的(de)主要作用(yòng)是産生放電等離子體、放電沖擊壓力、焦耳熱(rè)和(hé)電場(chǎng)擴散作用(yòng)。

在SPS燒結過程中，電極通(tōng)入直流脈沖電流時(shí)瞬間産生的(de)放電等離子體，使燒結體内部各個(gè)顆粒均勻的(de)自身産生焦耳熱(rè)并使顆粒表面活化(huà)。與自身加熱(rè)反應合成法(SHS)和(hé)微波燒結法類似，SPS是有效利用(yòng)粉末内部的(de)自身發熱(rè)作用(yòng)而進行燒結的(de)。

SPS燒結過程可(kě)以看作是顆粒放電、導電加熱(rè)和(hé)加壓綜合作用(yòng)的(de)結果。除加熱(rè)和(hé)加壓這(zhè)兩個(gè)促進燒結的(de)因素外，在SPS技術中，顆粒間的(de)有效放電可(kě)産生局部高(gāo)溫，可(kě)以使表面局部熔化(huà)、表面物(wù)質剝落；高(gāo)溫等離子的(de)濺射和(hé)放電沖擊清除了(le)粉末顆粒表面雜(zá)質（如去處表面氧化(huà)物(wù)等）和(hé)吸附的(de)氣體。

4、放電等立體燒結工藝

在進行具體的(de)SPS實驗操作時(shí)，将試樣裝入石墨模具中，模具置于上下(xià)電極之間，通(tōng)過油壓系統加壓，然後對(duì)腔體抽真空，達到要求的(de)真空度後通(tōng)入脈沖電流進行實驗。脈沖大(dà)電流直接施加于導電模具和(hé)樣品上，通(tōng)過樣品及間隙的(de)部分(fēn)電流激活晶粒表面，在孔隙間局部放電，産生等離子體，粉末顆粒表面被活化(huà)、發熱(rè)，同時(shí)，通(tōng)過模具的(de)部分(fēn)電流加熱(rè)模具，使模具開始對(duì)試樣傳熱(rè)，試樣溫度升高(gāo)，開始收縮，産生一定的(de)密度，并随著(zhe)溫度的(de)升高(gāo)而增大(dà)，直至達到燒結溫度後收縮結束，緻密度達到最大(dà)。

5、放電等離子體燒結的(de)應用(yòng)

由于SPS的(de)燒結機理(lǐ)，SPS技術具有升溫速度快(kuài)、燒結溫度低、燒結時(shí)間短、節能環保等特點，SPS技術已廣泛應用(yòng)于納米材料、梯度功能材料、金屬材料、磁性材料、複合材料、陶瓷等材料的(de)制備 

主要技術參數：

原理(lǐ)：SPS技術用(yòng)脈沖放電初期粉體間産生的(de)火花放電現象（瞬間産生高(gāo)溫等離子體）所引起的(de)燒結促進作用(yòng)通(tōng)過瞬時(shí)高(gāo)溫場(chǎng)實現緻密化(huà)的(de)快(kuài)速燒結技術。

優點：、上下(xià)壓頭有熱(rè)電偶檢測溫度，如有異常，用(yòng)戶會立即觀察到，關閉設備，保護設備免受損傷。
2、水(shuǐ)路系統做(zuò)了(le)水(shuǐ)溫檢測、水(shuǐ)壓監測，如有異常會報警并自動切斷加熱(rè)。
3、安裝有防爆系統，當腔體内壓力超過設定壓力會報警并切斷加熱(rè)。
4、具有超溫、超壓、過流、欠壓、斷偶保護和(hé)顯示等。
5、頂部帶有紅外測溫儀，測溫更準确

功率：sps電源:

技術參數