等離子燒結爐又稱等離子活化燒結或等離子輔助燒結,是近年來發(fā)展起來的一種新型的快速燒結技術。放電等離子燒結技術融等離子活化、熱壓、電阻加熱為一體,具有升溫速度快、燒結時間短、冷卻迅速、外加壓力和燒結氣氛可控、節(jié)能環(huán)保等特點,可廣泛用于磁性材料、梯度功能材料、納米陶瓷、纖維增強陶瓷和金屬間復合材料等一系列新型材料的燒結,并在納米材料、復合材料等的制備中顯示了極大的*性,是一項有重要使用價值和廣泛前景的燒結新技術。
等離子燒結爐的操作：
傳統(tǒng)的熱壓燒結主要是由通電產生的焦耳熱和加壓造成的塑性變形這兩個因素來促使燒結過程的進行。而放電等離子燒結（SPS）過程除了上述作用外,在壓實顆粒樣品上施加了由特殊電源產生的直流脈沖電流，并有效地利用了在粉體顆粒間放電所產生的自發(fā)熱作用，通常熱壓燒結中沒有的各種有利于燒結的現(xiàn)象，這里，在SPS狀態(tài)有一個非常重要的作用，在粉體顆粒間高速升溫后，晶粒間結合處通過熱擴散迅速冷卻,施加脈沖電壓使所加的能量可在觀察燒結過程的同時高精度地加以控制，電場的作用也因離子高速遷移而造成高速擴散。通過重復施加脈沖電壓，放電點局部高溫源在壓實顆粒間移動而布滿整個樣品，這就使樣品均勻地發(fā)熱。能使高能脈沖集中在晶粒結合處是SPS過程不同于其它燒結過程的一個主要特點。
SPS過程中，當在晶粒間的空隙處放電時，會瞬時產生高達幾千度至一萬度的局部高溫，這在晶粒表面引起蒸發(fā)和熔化，并在晶粒接觸點形成“燒結頸”,對金屬而言，即形成焊接態(tài)。由于熱量立即從發(fā)熱中心傳遞到晶粒表面和向四周擴散，因此所形成的“燒結頸”快速冷卻，因頸部的蒸氣壓低于其它部位，氣相物質凝聚在頸部而達成物質的蒸發(fā)-凝固傳遞。與通常的燒結方法相比，SPS過程中蒸發(fā)-凝固的物質傳遞要強得多,這是過程的另一個特點。同時在SPS過程中，晶粒表面容易活化，通過表面擴散的物質傳遞也得到了促進，晶粒受脈沖電流加熱和垂直單向壓力的作用,體擴散、晶界擴散都得到加強，加速了燒結致密化的進程，因此用比較低的溫度和比較短的時間就可以得到高質量的燒結體。
