放電等離子燒結（SPS）技術(shù)作為一種新穎而有效的快速燒結技術(shù)，已經(jīng)應用于多種材料的研制和開(kāi)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(shí)間短，冷卻迅速，外加壓力可調節，氣氛可控，節能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)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(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、熱效應等在低溫下進(jìn)行短時(shí)間燒結的新技術(shù)。SPS采用的是直流脈沖電流通電加壓燒結的方法，通過(guò)控制電流大小、脈沖的占空比、氣氛、壓頭的壓力、行程等參數來(lái)對工藝進(jìn)行控制。

 

    與傳統燒結不同的是，SPS通過(guò)自加熱達到快速升溫的技術(shù)特點(diǎn)使得在原始特點(diǎn)不退化的情況下完成致密過(guò)程成為可能。因此，SPS能夠對非晶/納米晶材料進(jìn)行燒結，在這些材料還未長(cháng)大時(shí)完成燒結過(guò)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(shí)容易產(chǎn)生晶粒長(cháng)大而較難燒結。通過(guò)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(cháng)大，燒結后相對密度接近100％，同時(shí)還能保持其納米結構。

 

圖2.上海皓越研發(fā)生產(chǎn)的SPS設備

 

    上海皓越電爐技術(shù)有限公司研發(fā)生產(chǎn)的SPS設備性能可靠、安全節能，自動(dòng)化程度高。該設備主要由爐體、爐架、真空系統、充氣裝置、加壓系統、模具、水冷系統、脈沖直流電源、控制系統，安全保護系統等組成。具有如下特點(diǎn)：

 

    1、該燒結系統燒結溫度，加壓控制，電流控制等均可實(shí)現自動(dòng)化程控系統控制。

 

    2、搭載了安全停機功能，當監控或偵測到設備水溫異常、模具破損等突發(fā)狀況時(shí)設備將自動(dòng)停機，設備安全可靠。

 

    3、配備數據采集解析系統，可將決定燒結體產(chǎn)品品質(zhì)的工藝參數，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(shí)測溫度等物理量進(jìn)行保存和調用，以對產(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)自行對位移數據以及聯(lián)動(dòng)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(jìn)行診斷和確認。

 

圖3.SPS系統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(kāi)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(guò)熱電偶和紅外測溫儀配合使用可以在加熱過(guò)程中對石墨模具溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監測。

 

    該放電等離子燒結設備（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)異的新材料制備設備，并提供相應的技術(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(xiāo)售電爐為一體的高新技術(shù)企業(yè)。公司一直專(zhuān)注于先進(jìn)陶瓷與復合材料、半導體材料、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)驗和專(zhuān)業(yè)技術(shù)，竭誠服務(wù)于客戶(hù)，提供完善的一體化產(chǎn)業(yè)解決方案。