SPS放電等離子燒結(jié)

時間：2019/3/15閱讀：6821

　　放電等離子燒結(jié)(Spark Plasma Sintering)即SPS,，是將金屬、陶瓷等粉末裝入模具內(nèi),，利用上,、下模沖及通電電極將特定燒結(jié)電源和壓制壓力施加于燒結(jié)粉末，經(jīng)放電活化,、熱塑變形和冷卻而完成,，是制取高性能材料的一種粉末冶金燒結(jié)技術(shù)。

　　放電等離子燒結(jié)具有在加壓過程中燒結(jié)的特點,，脈沖電流產(chǎn)生的等離子體及燒結(jié)過程中的加壓有利于降低粉末的燒結(jié)溫度,。具有升溫速率快、燒結(jié)時間短,、組織結(jié)構(gòu)可控,、節(jié)能環(huán)保等鮮明特點，可用來制備金屬材料,、陶瓷材料,、復合材料，也可用來制備納米塊體材料,、非晶體塊材料,、梯度材料等。

　　梯度材料

　　梯度材料(FGMs)是一種組成在某個方向梯度分布的復合材料,，在金屬和陶瓷粘合時由于二者燒結(jié)致密的溫度相差較大,，且界面的膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生熱應力，給材料的制備帶來困難,，利用傳統(tǒng)的燒結(jié)方法難以一次燒成,。利用CVD，PVD等方法制備梯度材料，成本很高,，也很難實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),。而應用SPS方法可以很好的克服這一問題，實現(xiàn)燒結(jié)溫度的梯度分布,。SPS技術(shù)制備梯度材料的特點不僅容易實現(xiàn)成分和組織的控制,，而且燒結(jié)體密實度高，從而具有優(yōu)良的性能,。

　　SPS可以制造陶瓷/金屬,、聚合物/金屬以及其他耐熱梯度、耐磨梯度,、硬度梯度,、導電梯度、孔隙度梯度等材料,。梯度層可到10多層,，實現(xiàn)燒結(jié)溫度的梯度分布。

　　下圖為SPS制備梯度材料的模具,，由于上,、下兩端電流密度不同，通過設(shè)計可變直徑的石墨模具,，可產(chǎn)生300~500℃的溫度梯度,。因此具有不同成分配比的梯度坯料可在溫度梯度場中一次燒結(jié)成梯度材料。燒結(jié)保溫時間一般僅為幾分鐘,。