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放电等离子烧结(SPS),又称等离子活化烧结或等离子辅助烧结,是近年发展起来的一种快速、节能、环保的材料制备加工新技术,可广泛用于磁性材料、梯度功能材料、纳米陶瓷、纤维增强陶瓷和金属间复合材料等一系列新型材料的烧结。
SPS火花放电等离子烧结系统主要由垂直单向加压装置、加压自动显示系统、电脑自动控制系统、带水冷却的通电装置、支流脉冲烧结电源、水冷真空室、真空气氛控制系统、各种内锁安全装置和中央控制操作面板组成。SPS利用直流脉冲电流直接通电烧结的加压烧结方法,通过调节脉冲直流电的大小控制升温速率和烧结温度。整个烧结过程可在真空环境下进行,也可在保护气氛中进行。烧结过程中,脉冲电流直接通过上下压头和烧结粉体或石墨模具,因此加热系统的热容很小,升温和传热速度快,从而使快速升温烧结成为可能。
气压炉炉壳由内、外筒与上下法兰焊成一个整体,两层之间形成夹套可以通水冷却,可将传到炉壳内壁的热量带走。炉体中间有抽气孔、测温孔。炉盖由内、外封头和法兰焊成一个整体,中间可通水冷却炉盖。炉底是由内、外层及法兰焊成一个整体,并通有循环冷却水。设有电极引出孔。炉体及真空管道处密封采用氟橡胶密封。炉内四周的保温层采用石墨隔热筒及石墨碳毡制作而成,经加工制成一个整体的保温系统,能方便安装及维修,顶部及底部保温层由石墨隔热板及石墨碳毡组成,底部承料台采用石墨板制作而成。
氢气炉使用不同的加热元件,型号齐全,安全可靠,同时也可满足于不同工艺实验而特殊制造,适用于电子陶瓷与高温结构陶瓷的烧结、玻璃的精密退火与微晶化、晶体的精密退火、陶瓷釉料制备、粉末冶金、纳米材料的烧结、金属零件淬火及一切需快速升温工艺要求的热处理,是科研单位、高等院校、工矿企业理想的实验和生产设备。
还原炉主要由网带驱动装置、保温材料、加热装置和温度控制等组成。所有管路控制元件均采用进口元件,以确保使用的安全,温控的精准。主要由网带驱动及托辊同步传动装置、炉体、加热装置和温度控制系统等组成。
现在的研究及生产实践证明,热压材料致密化的过程包括塑性流动、粘性流动和扩散与蠕变,当以塑性和粘性流动成为主导致密机制时,粉末体得以快速致密化,并得到可控的显微结构。热压法的优势在于设备投资小、虽然压力较等静压低一个数量级、但由于热压炉内承压材料可以变细,从而限制了纵向热流,改善了工件温度场的均匀性、大大降低了能耗、可以制备大直径的材料、能够以IT技术测控热压机,有效的控制材料的致密化过程及质量。