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從基本結構原理認識SPS/DCS放電等離子體燒結爐
SPS/DCS放電等離子體燒結爐是一種利用通-斷直流脈沖電流直接通電燒結的加壓燒結法,它具有升溫速度快、燒結時間短、組織結構可控、節能環保等鮮明特點,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、非晶塊體材料、梯度材料等。
等離子體是物質在高溫或特定激勵下的一種物質狀態,是除固態、液態和氣態以外,物質的第四種狀態。等離子體是解離的高溫導電氣體,溫度4000~10999℃,其氣態分子和原子處在高度活化狀態。
而且等離子氣體內離子化程度很高,這些性質使得等離子體成為一種非常重要的材料制備和加工技術。放電產生的等離子體包括直流放電、射頻放電和微波放電等離子體。
SPS/DCS放電等離子體燒結爐主要包括以下幾個部分:軸向壓力裝置、水冷沖頭電極、真空腔體、氣氛控制系統、直流脈沖及冷卻水、位移測量、溫度測量和安全控制單元等。
其中主要的是通-斷脈沖電源,通過通-斷脈沖電源可以產生放電等離子體、焦耳熱、放電沖擊壓和電場輔助擴散效應。
SPS的工藝優勢十分明顯:加熱均勻,開溫速度快,燒結溫度低,燒結時間短,生產效率高,產品組織細小均勻,能保持原材料的自然狀態,可以得到高致密度的材料,可以燒結梯度材料以及復雜工件。
與HP和HIP相比,SPS裝置操作簡單,不需要專門的熟練技術,與HP相比,SPS技術的燒結溫度可降低100-200℃。