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SPS装置和烧结基本原理

SPS装置和烧结基本原理

SPS装置主要包括以下几个部分：轴向压力装置；采用阶梯状的石磨模具，由于模具上、下两端的电流密度不同，因此可以产生温度梯度。水冷冲头电极；真空腔体；气氛控制系统（真空、ya气）；直流脉冲及冷却水、位移测量、温度测量、和安全等控制单元。SPS与热压（HP）有相似之处，但加热方式完全不同，它是一种利用通-断直流脉冲电流直接通电烧结的加压烧结法。通-断式直流脉冲电流的主要作用是产生放电等离子体、放电冲击压力、焦耳热和电场扩散作用[11]。

铜基粉末冶金

在SPS烧结时，虽然所加压力较小，但是除了压力的作用会导致活化能力Q降低外，由于存在放电的作用，也会使晶粒得到活化而使Q值进一步减小，从而会促进晶粒长大，因此从这方面来说，用SPS烧结制备纳米材料有一定的困难。

但是实际上已有成功制备平均粒度为65nm的TiN密实体的实例。在文献[38]中，非晶粉末用SPS烧结制备出20～30nm的Fe90Zr7B3纳米磁性材料。1988年日本研制出第yi台工业型SPS装置，并在新材料研究领域内推广使用。另外，还已发现晶粒随SPS烧结温度变化比较缓慢[7]，因此SPS制备纳米材料的机理和对晶粒长大的影响还需要做进一步的研究。

粉末冶金技术

粉末冶金是制取金属或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合以及各种类型制品的工艺技术。粉末冶金法与生产陶瓷有相似的地方，因此，一系列粉末冶金新技术也可用于陶瓷材料的制备。由于粉末冶金技术的优点，它已成为解决新材料问题的钥匙，在新材料的发展中起着举足轻重的作用。近30年来,粉末冶金技术获得了飞速的发展,许多“后致密化”技术(即在传统的粉末冶金方法的烧结工序之后增加一些致密化工序,如复压、复烧、锻造、拉制、挤压等)、热等静压、***成型以及机械合金化等工艺的研制成功,克服了传统粉末冶金制品由于致密性低而导致使用上的技术障碍,使粉末冶金技术得以推广应用。另外，还已发现晶粒随SPS烧结温度变化比较缓慢[7]，因此SPS制备纳米材料的机理和对晶粒长大的影响还需要做进一步的研究。到目前为止,粉末冶金技术既是高强度、高密度、形状复杂、无切削、少切削零件的制造工艺,又是生产新型材料的加工方法。下面贤集网来为大家介绍粉末冶金技术要求有哪些？工艺过程、优势、缺点、技术难点、技术应用、发展中有三个重要标志。

粉末冶金技术应用

1、CNC油压成形技术

CNC油压成形技术经过多年的开发已经进入量产阶段，虽然其购入成本较高但仍有多项优点，值得注意与重视。台湾保来得已有四台机器加入生产行列，如图示。亚洲其他***的粉末冶金厂，如中国大陆、韩国、日本也都进行相同的设备的***。

2、快速冷却(Rapid Cooling)

快速冷却炉其主要原理是在一般烧结炉的后段加上冷却段之结构，产品在经过烧结本体后，以附加的快速冷却设备，利用高压马达输出强烈的冷风，加速冷却的原理，使粉末冶金产品获得理想的金属***与硬度，而不需再度热处理。此工程技术可提率节省成本。

具体的优点可归纳如下：(1)具高强度及硬度；(2)节省热处理制程；(3)外观清洁度佳 (4) 尺寸控制安定。此项技术在欧洲的德国应用早。

3、微波烧结(Microw***e sintering)

微波烧结在学术界及研究单位已经研究多年，美国 Spheric Technologies, Inc., 首先建造了可以用于小量生产的高温微波烧结炉，此设备适用于金属及陶瓷产品的雏型产品开发，但是受限于设备的开发及成本，该项技术还没有真正实现大规模应用。由于陶瓷中孔洞较少[31]，因此在101～106HZ之间介电常数基本不随频率而变化。