手機(jī)版
化工儀器網(wǎng)手機(jī)版
化工儀器網(wǎng)小程序
官方微信
公眾號(hào)：chem17
掃碼關(guān)注視頻號(hào)
SPS壓力燒結(jié)爐,，全稱為放電等離子燒結(jié)爐（Spark Plasma Sintering Furnace），是一種先進(jìn)的材料制備技術(shù)設(shè)備,，廣泛應(yīng)用于物理學(xué),、材料科學(xué)、航空航天等領(lǐng)域,。是利用脈沖電流通過粉末顆粒時(shí)產(chǎn)生的放電等離子體,，實(shí)現(xiàn)材料的快速燒結(jié)。當(dāng)脈沖電流通過粉末顆粒時(shí),，顆粒之間的氣隙會(huì)發(fā)生電火花放電,，產(chǎn)生高溫等離子體。這些等離子體中的活性粒子具有高的能量,，能夠促進(jìn)粉末顆粒表面的氧化膜分解,，提高粉末表面的活性，并促進(jìn)顆粒間的接觸和粘結(jié),。在放電等離子體的高溫作用下,，粉末顆粒表面迅速升溫，達(dá)到燒結(jié)溫度,，進(jìn)而在外部壓力的作用下形成緊密的燒結(jié)體,。
SPS壓力燒結(jié)爐是一種復(fù)雜的設(shè)備，其結(jié)構(gòu)主要包括以下部分：
一,、真空系統(tǒng)
真空腔室
這是一個(gè)密封的空間,，用于放置待燒結(jié)的樣品,。它能夠承受一定的壓力和溫度變化，通常采用不銹鋼等高強(qiáng)度材料制成,。真空腔室的形狀和尺寸根據(jù)不同的應(yīng)用需求和樣品大小而有所不同,，常見的有圓柱形和矩形等形狀。
腔室內(nèi)壁需要進(jìn)行特殊的處理,，如拋光和清潔,，以減少雜質(zhì)的吸附和氣體的釋放，保證燒結(jié)過程的純凈性,。
真空泵
用于抽出真空腔室內(nèi)的空氣和其他氣體,，達(dá)到所需的真空度。一般采用機(jī)械泵和分子泵的組合,。機(jī)械泵能夠快速地將腔室內(nèi)的氣壓降低到一定程度,，而分子泵則可以在高真空區(qū)域進(jìn)一步降低氣壓，使腔室內(nèi)的真空度達(dá)到較高的水平,，通?？梢赃_(dá)到10?³-10??Pa甚至更高的真空度。
二,、加壓系統(tǒng)
壓力裝置
包括上下壓頭和壓力傳感器,。上下壓頭通常采用高強(qiáng)度的材料制成，如硬質(zhì)合金或高速鋼等,，它們能夠在燒結(jié)過程中對樣品施加壓力,。壓力的大小可以通過壓力傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制，壓力范圍一般在幾噸到幾十噸不等,。
有些先進(jìn)的SPS壓力燒結(jié)爐還配備了自動(dòng)調(diào)平裝置,，可以確保上下壓頭在加壓過程中始終保持平行，保證樣品受壓的均勻性,。
位移傳感器
用于精確測量上下壓頭的位移變化,，從而計(jì)算出樣品在燒結(jié)過程中的收縮量和密度變化。位移傳感器的精度通?？梢赃_(dá)到微米級(jí)別,，這對于控制樣品的尺寸和密度非常重要。
三,、加熱系統(tǒng)
脈沖電源
是SPS燒結(jié)爐的核心部件之一,，它能夠提供高能量的脈沖電流。脈沖電源通過調(diào)節(jié)脈沖電流的大小,、寬度和頻率來控制燒結(jié)過程中的加熱速率和溫度,。一般來說，脈沖電流的強(qiáng)度可以達(dá)到數(shù)千安培甚至更高，脈沖寬度在幾微秒到幾毫秒之間,，頻率可以從幾十赫茲到幾百赫茲不等,。
加熱元件
通常采用石墨作為加熱元件,，因?yàn)槭哂辛己玫膶?dǎo)電性和耐高溫性能,。石墨加熱元件圍繞在真空腔室的周圍，當(dāng)脈沖電流通過石墨時(shí),，會(huì)產(chǎn)生焦耳熱,，從而使腔室內(nèi)的溫度升高。加熱元件的設(shè)計(jì)需要考慮其與樣品之間的熱傳遞效率和溫度均勻性,。
隔熱材料
為了減少熱量的損失和防止腔室外部部件過熱,，在加熱元件與真空腔室之間以及腔室與外部之間會(huì)設(shè)置隔熱材料。常用的隔熱材料有碳纖維氈,、陶瓷纖維棉等,，這些材料具有較低的熱導(dǎo)率和良好的耐高溫性能。
四,、控制系統(tǒng)
溫度控制單元
主要功能是通過熱電偶等溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測樣品的溫度,，并根據(jù)設(shè)定的溫度曲線來調(diào)節(jié)脈沖電源的輸出參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)對樣品燒結(jié)溫度的精確控制,。溫度控制單元通常采用PID（比例-積分-微分）反饋控制算法,，控制精度可以達(dá)到±1-2℃。
壓力控制單元
根據(jù)設(shè)定的壓力曲線和位移傳感器的反饋信號(hào),，調(diào)節(jié)壓力裝置的輸出壓力,，確保樣品在燒結(jié)過程中受到恒定或變化的壓力。壓力控制單元還可以設(shè)置壓力保護(hù)功能,，當(dāng)壓力超過設(shè)定的最大值時(shí),，會(huì)自動(dòng)停止加壓，以防止設(shè)備損壞和樣品變形過大,。
操作界面
包括觸摸屏,、按鈕和顯示屏等部件，用于用戶設(shè)置燒結(jié)工藝參數(shù),、啟動(dòng)和停止燒結(jié)過程,、實(shí)時(shí)顯示溫度、壓力,、位移等數(shù)據(jù)以及設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)等信息,。操作界面應(yīng)該簡潔明了、易于操作,，方便用戶進(jìn)行各種工藝參數(shù)的調(diào)整和監(jiān)控,。
相關(guān)產(chǎn)品
免責(zé)聲明
- 凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載,、摘編或利用其它方式使用上述作品,。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用,，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”,。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任,。
- 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品,，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé),，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任,。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí),，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源,，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
- 如涉及作品內(nèi)容,、版權(quán)等問題,，請?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利,。
采購中心