放電等離子燒結(jié)(SPS)技術(shù)作為一種新穎而有效的快速燒結(jié)技術(shù)，已經(jīng)應(yīng)用于多種材料的研制和開發(fā)。他結(jié)合了等離子活化，熱壓為一體，具有升溫速度快，燒結(jié)時(shí)間短，冷卻迅速，外加壓力可調(diào)節(jié)，氣氛可控，節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于磁性材料、梯度功能材料、納米陶瓷、纖維增強(qiáng)陶瓷和金屬基復(fù)合材料等一系列新型材料的制備。
圖1.放電等離子燒結(jié)原理示意圖
該技術(shù)是在加壓粉體粒子間直接通入脈沖電流，由火花放電瞬間產(chǎn)生的等離子體進(jìn)行加熱，利用場(chǎng)效應(yīng)、熱效應(yīng)等在低溫下進(jìn)行短時(shí)間燒結(jié)的新技術(shù)。SPS采用的是直流脈沖電流通電加壓燒結(jié)的方法，通過控制電流大小、脈沖的占空比、氣氛、壓頭的壓力、行程等參數(shù)來對(duì)工藝進(jìn)行控制。
與傳統(tǒng)燒結(jié)不同的是，SPS通過自加熱達(dá)到快速升溫的技術(shù)特點(diǎn)使得在原始特點(diǎn)不退化的情況下完成致密過程成為可能。因此，SPS能夠?qū)Ψ蔷?納米晶材料進(jìn)行燒結(jié)，在這些材料還未長(zhǎng)大時(shí)完成燒結(jié)過程。SPS在燒結(jié)梯度功能材料方面也有很廣闊的應(yīng)用，包括不同金屬間或金屬與非金屬之間的燒結(jié)結(jié)合，例如連接氧化鋁陶瓷和金屬。在能量轉(zhuǎn)換方面，SPS在Pertier模塊中的碲化鉍(BiTe)模塊、塞貝克熱電半導(dǎo)體芯片以及鍺硅、硅鐵、硅錳等材料的制備方面都有一定的潛力。SPS也可以用于AlSi和Al粉末的快速凝固燒結(jié)，這種材料的納米顆粒級(jí)在燒結(jié)時(shí)容易產(chǎn)生晶粒長(zhǎng)大而較難燒結(jié)。通過SPS燒結(jié)可以使這些材料能夠幾分鐘內(nèi)從粉末狀態(tài)迅速致密化，避免了晶粒長(zhǎng)大，燒結(jié)后相對(duì)密度接近100%，同時(shí)還能保持其納米結(jié)構(gòu)。
圖2.上海皓越研發(fā)生產(chǎn)的sps設(shè)備
上海皓越真空設(shè)備有限公司研發(fā)生產(chǎn)的SPS設(shè)備性能可靠、安全節(jié)能，自動(dòng)化程度高。該設(shè)備主要由爐體、爐架、真空系統(tǒng)、充氣裝置、加壓系統(tǒng)、模具、水冷系統(tǒng)、脈沖直流電源、控制系統(tǒng)，安全保護(hù)系統(tǒng)等組成。具有如下特點(diǎn)：
1、該燒結(jié)系統(tǒng)燒結(jié)溫度，加壓控制，電流控制等均可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化程控系統(tǒng)控制。
2、搭載了安全停機(jī)功能，當(dāng)監(jiān)控或偵測(cè)到設(shè)備水溫異常、模具破損等突發(fā)狀況時(shí)設(shè)備將自動(dòng)停機(jī)，設(shè)備安全可靠。
3、配備數(shù)據(jù)采集解析系統(tǒng)，可將決定燒結(jié)體產(chǎn)品品質(zhì)的工藝參數(shù)，如燒結(jié)電壓、電流、控制溫度、施加壓力、位移、真空度、位移變化率、實(shí)測(cè)溫度等物理量進(jìn)行保存和調(diào)用，以對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝進(jìn)行追蹤。
4、采用大型液晶觸控操作面板，可隨時(shí)自行對(duì)位移數(shù)據(jù)以及聯(lián)動(dòng)互鎖等狀態(tài)的顯示、報(bào)警顯示、報(bào)警履歷、加壓壓力設(shè)定值等進(jìn)行診斷和確認(rèn)。
圖3.SPS系統(tǒng)石墨模具與設(shè)備的壓頭
該放電等離子燒結(jié)設(shè)備(SPS)所用模具一般為石墨模具，可以承受較高的壓力，模具一側(cè)開有通孔，可以插入測(cè)溫?zé)犭娕迹O(shè)備一般采用單向加壓，固定側(cè)有通孔，可安裝紅外溫度計(jì)。通過熱電偶和紅外測(cè)溫儀配合使用可以在加熱過程中對(duì)石墨模具溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
該放電等離子燒結(jié)設(shè)備(SPS)因其性能可靠、功能先進(jìn)而受到各大高校、企業(yè)的青睞，同時(shí)皓越科技也在針對(duì)市場(chǎng)需求，不斷研發(fā)，改進(jìn)技術(shù)，推出性能更加優(yōu)異的新材料制備設(shè)備，并提供相應(yīng)的技術(shù)支持，皓越科技期待與您的合作。
皓越科技是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售電爐為一體的先進(jìn)型技術(shù)企業(yè)。公司一直專注于先進(jìn)陶瓷與復(fù)合材料、半導(dǎo)體材料、碳材料和鋰電及新能源材料裝備四大領(lǐng)域，擁有豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)技術(shù)，竭誠(chéng)服務(wù)于客戶，提供完善的一體化產(chǎn)業(yè)解決方案。
更新更新時(shí)間：2022-05-23
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