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放电等离子烧结技术 制备致密高温陶瓷材料 Structure Reference SPS的工作原理 SPS发展历史 SPS装置的结构示意图 SPS与传统烧结方法的比较 SPS的技术特点 集粉末成形和烧结于一体，不需要预先成形，也不需要任何添加剂和粘结剂 主要是利用外加脉冲强电流形成的电场清除粉末颗粒表面氧化物和吸附的气体，净化材料，活化粉末表面，提高粉末表面的扩散能力 较低机械压力下利用强电流短时加热粉体进行烧结致密化 有关研究表明，该技术由于场活化等作用在较大程度上降低了粉体的烧结温度，缩短了烧结时间，并充分利用了粉末自身发热的作用，热效率极高，加热均匀，可通过一次成形获得高精度、均质、致密、含氧量低和晶粒组织细小的零件 SPS 技术在材料制备中的应用 SPS的应用（1）：烧结超高温陶瓷 SPS的应用（1）：烧结超高温陶瓷 SPS的应用（1）：烧结超高温陶瓷 SPS的应用（1）：烧结超高温陶瓷 SPS的应用（1）：烧结超高温陶瓷 SPS的应用（1）：烧结超高温陶瓷 SPS的应用（2）：烧结高温铁电陶瓷 SPS的应用（2）：烧结高温铁电陶瓷 SPS的应用（2）：烧结高温铁电陶瓷 SPS的应用（2）：烧结高温铁电陶瓷 SPS的应用（2）：烧结高温铁电陶瓷 总结 Thank you Company Logo * Company Logo Add Your Company Slogan 第 二 十 组 张 阳 红（Reporter） 任 佳 于 建 华 张 媛 放电等离子烧结（SPS）的原理 SPS的技术特点和应用概述 SPS的应用举例 超高温结构陶瓷 高居里点铁电多晶陶瓷 总结 1 2 3 4 5 Haixue Yan, et al. A lead-free high curie point ferroelectric ceramics, CaBi2Nb2O9 . Adv.Mater.2005,17,1261-1265 Alida Bellosi, et al. Fast Densification of Ultra-High-Temperature Ceramics by Spark Plasma Sintering. International Journal of Applied Ceramic Technology Vol. 3, No. 1, 2006 M. Gasch, et al. Processing, Properties and Arc-Jet Oxidation of Hafnium Diboride/Silicon Carbide Ultra-High Temperature Ceramics, J. Mater. Sci. 2004,39:5925–5937 Lin D, et al. Synthesis and piezoelectric properties of lead-free Piezoelectric [Bi0.5 (Na1-x-yKxLiy) 0.5] TiO3 ceramics. Materials Letters , 2004；58：615-618 William G. Fahrenholtz . Reactive Processing in Ceramic-Based Systems, Int. J. Appl. Ceram. Technol .2006, 3 [1] 1–12 放电等离子烧结（SPS）的原理 SPS的技术特点和应用概述 SPS的应用举例 超高温结构陶瓷 高居里点铁电多晶陶瓷 总结 放电等离子烧结(spark plasma sintering, SPS)是近年来发展起来的一种新型的快速烧结技术，也称等离子活化烧结(plasma activated sintering，PAS)。 放电等离子烧结法（SPS法）通过在压粉坯粉粒间隙送入脉冲电能，将火花放电瞬时产生的高温等离子（放电等离子）的高热能有效地应用于热扩散和电场扩散等，在由低温升到2000℃以上的超高温下，保温大约在5至20min左右的短时间内即能完成“烧结”或“烧结结合”。 雷电▲ 电焊 ▲ 1930年美国科学家提出脉冲电流烧结原理，但直到日本于1988年研制出第一台工业型SPS装置，该技术才真正引起世人的关注。 ED－PAS-III 放电等离子活化烧结炉 放电等离子烧结SPS-100由日本住友石碳矿业（株式会社）制造，SPS-1050的最高烧结温度为2000℃，最大压力10吨，升温及保温时间由温度反馈自动控制，测温方式有红外测温（600℃—3000℃）及热电偶测温（0℃—1200℃）二种方式。 图1