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放电等离子烧结的优点有哪些?

日期:2021-01-12 17:06:27点击次数:568

  放电等离子烧结是集等离子活化、热压和电阻加热为一体的新型快速烧结工艺,具有升温速度快、烧结时间短、冷却迅速、晶粒均匀、材料致密度高、外加压力和烧结气氛可控等突出优点。SPS技术实现了在较低温度下的快速烧结,避免了高温长时间处理所造成的晶粒长大,较好地保持了原始颗粒的微观结构,从而在本质上提高了材料性能。另外,SPS技术可以通过控制模具的形状等因素来改变和控制温度场分布,获得形状复杂的功能材料;可以在设备上施加电磁场,实现应力温度、电磁的多场耦合,从而研究材料在多场作用下的组织结构与性能的变化。与传统烧结方法比,SPS可以节约能源和时间,提高设备效率,并且所得的烧结体晶粒均匀、致密度高、力学性能优异。
  放电等离子烧结具有升温速度快、烧结时间短、组织结构可控、节能环保等鲜明特点,可用来制备金属材料、陶瓷材料、复合材料,也可用来制备纳米块体材料、非晶块体材料、梯度材料等,因而深受新材料研究的欢迎。但是因为它只能烧结形状简单的样品,同时需要真空或气氛保护条件,导致其难以实现批量化生产。另外,SPS设备极贵,工业化生产的成本依然较高,因而应用不广。
  放电等离子烧结主要具有以下优点
  1、致密度高。晶粒受脉冲电流和垂直单向压力的作用,加强体扩散和晶界扩散,可以加速致密化的进程。晶粒的空隙处放电时,会产生高达几千度至一万度的局部高温,在晶粒表面引起蒸发和熔化,促进材料的烧结。
  2、烧结温度较低。相比普通烧结方法,放电等离子体烧结装置可以在较低的温度下烧结成型。高温烧结,容易破坏样品结构,促进晶粒长大,导致样品的热性能不佳。
  3、烧结温度快。普通烧结方法需要数小时甚至数十个小时才能反应生成。而放电等离子体烧结装置可以在几分钟内烧结成型,可以极大地缩短制备时间,提高效率。