知识 火花等离子烧结的原理是什么?4 大要点解析
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技术团队 · Kintek Solution

更新于 2个月前

火花等离子烧结的原理是什么?4 大要点解析

火花等离子烧结(SPS)是一种高效的烧结技术。

与传统方法相比,它大大缩短了加工时间。

SPS 结合使用了机械压力、电流和热场。

这种技术能快速使粉末颗粒致密并粘合在一起。

它在生产高质量陶瓷和其他先进材料方面尤其具有优势。

SPS 可以实现快速加热,并精确控制烧结材料的微观结构。

4 个要点说明:

火花等离子烧结的原理是什么?4 大要点解析

SPS 的机理

力的组合:SPS 结合使用了机械压力、电场和热场。

这增强了颗粒之间的粘合和致密化。

具体方法是将粉末放入模具中,在单轴压力下将其压入两个对向滑动的冲头之间。

内部加热:与传统的热压烧结不同,SPS 通过电流通过模具或样品产生焦耳热。

这样,加热速度可达 1000°C/分钟,大大缩短了加热时间。

SPS 工艺阶段

除气和抽真空:该工艺首先要对模具进行抽真空,以去除任何气体。

这可确保环境清洁可控。

施加压力:对粉末施加压力,通常是单轴施加压力,以启动致密化过程。

电阻加热:对材料施加直流脉冲,在颗粒之间产生火花放电。

这会产生局部高温,促进表面扩散和边界缺陷扩散。

这将导致颗粒界面的熔化和粘合。

冷却阶段:在达到所需的温度和密度后,冷却样品以固化结构。

SPS 的优势

快速烧结:SPS 可在几分钟内完成烧结过程。

而传统方法则需要数小时或数天。

烧结率高是因为样品内部加热。

控制微观结构:高烧结能和局部加热防止了颗粒内部的晶粒生长。

这样就能有效控制烧结体的晶粒大小。

这样就能获得具有所需微观结构的高密度材料。

单步工艺:SPS 将粉末成型和烧结合并为一个步骤。

因此无需预成型、添加剂或粘合剂。

SPS 的应用

多功能性:SPS 并不局限于金属加工。

它还可用于陶瓷、复合材料和纳米结构。

这种多功能性使其成为制备具有特定性能的先进材料的重要技术。

高品质陶瓷:由于火花等离子焙烧技术能够生产出具有可控微观结构的致密材料,因此特别适用于生产高质量陶瓷和其他先进材料。

总之,火花等离子烧结(SPS)是一种尖端烧结技术。

它充分利用了机械压力、电流和热场的协同效应。

这种方法能迅速使粉末颗粒致密并结合在一起。

SPS 在加工时间、微观结构控制和材料多样性方面具有显著优势。

它是制备高科技陶瓷和其他先进材料的重要工具。

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