放電等離子燒結(SPS)技術作為一種新穎而有效的快速燒結技術，已經應用于多種材料的研制和開發(fā)。他結合了等離子活化，熱壓為一體，具有升溫速度快，燒結時間短，冷卻迅速，外加壓力可調節(jié)，氣氛可控，節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點，已經被廣泛應用于磁性材料、梯度功能材料、納米陶瓷、纖維增強陶瓷和金屬基復合材料等一系列新型材料的制備。
圖1.放電等離子燒結原理示意圖
該技術是在加壓粉體粒子間直接通入脈沖電流，由火花放電瞬間產生的等離子體進行加熱，利用場效應、熱效應等在低溫下進行短時間燒結的新技術。SPS采用的是直流脈沖電流通電加壓燒結的方法，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)來對工藝進行控制。
與傳統(tǒng)燒結不同的是，SPS通過自加熱達到快速升溫的技術特點使得在原始特點不退化的情況下完成致密過程成為可能。因此，SPS能夠對非晶/納米晶材料進行燒結，在這些材料還未長大時完成燒結過程。SPS在燒結梯度功能材料方面也有很廣闊的應用，包括不同金屬間或金屬與非金屬之間的燒結結合，例如連接氧化鋁陶瓷和金屬。在能量轉換方面，SPS在Pertier模塊中的碲化鉍(BiTe)模塊、塞貝克熱電半導體芯片以及鍺硅、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，這種材料的納米顆粒級在燒結時容易產生晶粒長大而較難燒結。通過SPS燒結可以使這些材料能夠幾分鐘內從粉末狀態(tài)迅速致密化，避免了晶粒長大，燒結后相對密度接近100%，同時還能保持其納米結構。
圖2.上海皓越研發(fā)生產的sps設備
上海皓越真空設備有限公司研發(fā)生產的SPS設備性能可靠、安全節(jié)能，自動化程度高。該設備主要由爐體、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)，安全保護系統(tǒng)等組成。具有如下特點：
1、該燒結系統(tǒng)燒結溫度，加壓控制，電流控制等均可實現(xiàn)自動化程控系統(tǒng)控制。
2、搭載了安全停機功能，當監(jiān)控或偵測到設備水溫異常、模具破損等突發(fā)狀況時設備將自動停機，設備安全可靠。
3、配備數(shù)據采集解析系統(tǒng)，可將決定燒結體產品品質的工藝參數(shù)，如燒結電壓、電流、控制溫度、施加壓力、位移、真空度、位移變化率、實測溫度等物理量進行保存和調用，以對產品生產工藝進行追蹤。
4、采用大型液晶觸控操作面板，可隨時自行對位移數(shù)據以及聯(lián)動互鎖等狀態(tài)的顯示、報警顯示、報警履歷、加壓壓力設定值等進行診斷和確認。
圖3.SPS系統(tǒng)石墨模具與設備的壓頭
該放電等離子燒結設備(SPS)所用模具一般為石墨模具，可以承受較高的壓力，模具一側開有通孔，可以插入測溫熱電偶，設備一般采用單向加壓，固定側有通孔，可安裝紅外溫度計。通過熱電偶和紅外測溫儀配合使用可以在加熱過程中對石墨模具溫度進行實時監(jiān)測。
該放電等離子燒結設備(SPS)因其性能可靠、功能先進而受到各大高校、企業(yè)的青睞，同時皓越科技也在針對市場需求，不斷研發(fā)，改進技術，推出性能更加優(yōu)異的新材料制備設備，并提供相應的技術支持，皓越科技期待與您的合作。
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更新更新時間：2022-05-23
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