SPS放电等离子烧结系统

    放电等离子烧结（SPS）技术作为一种新颖而有效的快速烧结技术，已经应用于多种材料的研制和开发。他结合了等离子活化，热压为一体，具有升温速度快，烧结时间短，冷却迅速，外加压力可调节，气氛可控，节能环保等优点，已经被广泛应用于磁性材料、梯度功能材料、纳米陶瓷、纤维增强陶瓷和金属基复合材料等一系列新型材料的制备。

 

图1.放电等离子烧结原理示意图

 

    该技术是在加压粉体粒子间直接通入脉冲电流，由火花放电瞬间产生的等离子体进行加热，利用场效应、热效应等在低温下进行短时间烧结的新技术。SPS采用的是直流脉冲电流通电加压烧结的方法，通过控制电流大小、脉冲的占空比、气氛、压头的压力、行程等参数来对工艺进行控制。

 

    与传统烧结不同的是，SPS通过自加热达到快速升温的技术特点使得在原始特点不退化的情况下完成致密过程成为可能。因此，SPS能够对非晶/纳米晶材料进行烧结，在这些材料还未长大时完成烧结过程。SPS在烧结梯度功能材料方面也有很广阔的应用，包括不同金属间或金属与非金属之间的烧结结合，例如连接氧化铝陶瓷和金属。在能量转换方面，SPS在Pertier模块中的碲化铋（BiTe）模块、塞贝克热电半导体芯片以及锗硅、硅铁、硅锰等材料的制备方面都有一定的潜力。SPS也可以用于AlSi和Al粉末的快速凝固烧结，这种材料的纳米颗粒级在烧结时容易产生晶粒长大而较难烧结。通过SPS烧结可以使这些材料能够几分钟内从粉末状态迅速致密化，避免了晶粒长大，烧结后相对密度接近100％，同时还能保持其纳米结构。

 

图2.上海皓越研发生产的SPS设备

 

    上海皓越电炉技术有限公司研发生产的SPS设备性能可靠、安全节能，自动化程度高。该设备主要由炉体、炉架、真空系统、充气装置、加压系统、模具、水冷系统、脉冲直流电源、控制系统，安全保护系统等组成。具有如下特点：

 

    1、该烧结系统烧结温度，加压控制，电流控制等均可实现自动化程控系统控制。

 

    2、搭载了安全停机功能，当监控或侦测到设备水温异常、模具破损等突发状况时设备将自动停机，设备安全可靠。

 

    3、配备数据采集解析系统，可将决定烧结体产品品质的工艺参数，如烧结电压、电流、控制温度、施加压力、位移、真空度、位移变化率、实测温度等物理量进行保存和调用，以对产品生产工艺进行追踪。

 

    4、采用大型液晶触控操作面板，可随时自行对位移数据以及联动互锁等状态的显示、报警显示、报警履历、加压压力设定值等进行诊断和确认。

 

图3.SPS系统石墨模具与设备的压头

 

    该放电等离子烧结设备（SPS）所用模具一般为石墨模具，可以承受较高的压力，模具一侧开有通孔，可以插入测温热电偶，设备一般采用单向加压，固定侧有通孔，可安装红外温度计。通过热电偶和红外测温仪配合使用可以在加热过程中对石墨模具温度进行实时监测。

 

    该放电等离子烧结设备（SPS）因其性能可靠、功能先进而受到各大高校、企业的青睐，同时皓越科技也在针对市场需求，不断研发，改进技术，推出性能更加优异的新材料制备设备，并提供相应的技术支持，皓越科技期待与您的合作。

 

    皓越科技是一家集研发、生产、销售电炉为一体的高新技术企业。公司一直专注于先进陶瓷与复合材料、半导体材料、碳材料和锂电及新能源材料装备四大领域，拥有丰富的行业经验和专业技术，竭诚服务于客户，提供完善的一体化产业解决方案。