放电等离子烧结_SPS_制备DyB_6多晶块体材料
sps放电等离子烧结炉
SPS放电等离子烧结系统
1、产品特点：
放电等离子烧结（SPS，Spark Plasma Sintering）采用开关脉冲电流通电加热加压方式，使材料自身放电进行加热烧结，电脉冲作用于粉末粒子层面，可显著提高对材料的烧结活动，具有升温快、烧结时间短、密度高、降低晶粒长大、高效节能、烧结体品位高，设备采用现代电源制作技术、占地面积小。
2、应用广泛
金属、陶瓷、纳米材料、非晶材料、复合材料、功能梯度材料等的快速、高品位烧结。
3、操作简单、安全
设备可在真空或保护气氛下工作，具有断电、断水、欠压、超温报警和电气互锁功能，人性化控制软件，PLC触摸屏全自动控制和记录，具有抽真空、加压、烧结的全自动程序控制，具有压力、位移、真空度的实时数字显示与记录，便于分析烧结过程。
品
4、型号
型号模具尺寸工件直径电压（V）电流(A) 功率（KW）压力(T) SPS-20 Φ50×80 20 10 4000 38 20 SPS-30 Φ50×80 30 10 6000 58 20 SPS-60 Φ150×250 60 10 10000 85 25。
放电等离子烧结技术及其在陶瓷制备中的应用
放电等离子烧结技术及其在陶瓷制备中的应用3白玲,赵兴宇,沈卫平,葛昌纯(北京科技大学材料科学与工程学院特种陶瓷粉末冶金研究中心,北京100083摘要综述了放电等离子烧结(SPS 技术在国内外的发展概况,简单介绍了SPS 系统的基本配置,深入探讨了SPS 的烧结机理及其技术特点,着重介绍了SPS 技术在制备高致密度、细晶粒陶瓷等方面的应用,并对燃烧合成氮化硅粉体进行了放电等离子烧结的试验研究,得到了机械性能优于热压烧结的氮化硅陶瓷。
结果证明放电等离子烧结在陶瓷的快速致密化中显示出了极大的优势,是一项有重要使用价值和广泛前景的新技术。
关键词放电等离子烧结机理应用Spark Plasma Sintering T echnology and Its Application in Preparing CeramicsBA I Ling ,ZHAO Xingyu ,S H EN Weiping ,GE Changchun(Laboratory of Special Ceramics and Powder Metallurgy ,School of Material Science and Engineering ,University of Science and Technology Beijing ,Beijing 100083Abstract The development of spark plasma sintering (SPS is reviewed.The configuration of the SPS sys 2tem is introduced.The principles and features of the SPS process are deeply discussed ,and some applications of the SPS process ,particularly in the high 2density fine 2grain ceramics are described.Moreover ,the spark plasma sintering process of β2Si 3N 4powder prepared by SHS is pared with those by hot pressing ,themechanical properties of Si 3N 4ceramics prepared by SPS are better.The results show that the spark plasma sintering technology has the great advantage of fast densification of ceramics.Moreover ,it is a new technology that has the important appli 2cation value and extensive foreground.K ey w ords spark plasma sintering ,principle ,application0引言放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering ,SPS ,又称等离子活化烧结(Plasma Activated Sintering ,PAS 或等离子辅助烧结(Plasma Assisted Sintering ,PAS [1,2],是近年来发展起来的一种新型的快速烧结技术。
放电等离子烧结（sps）技术制备lablt;,6gt;多晶纳米块体阴极材料的研究
北京工业大学硕士学位论文放电等离子烧结（SPS）技术制备LaB<,6>多晶纳米块体阴极材料的研究姓名：***申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：***20070601第１章绪论ｓＪ￡￡日－ｅＩ暑ｈｔＰ盯ｃｅｎｔＬａｎｔｈａｎｕｍ１．２．１ＬａＢ６的晶体结构图卜１Ｌａ—Ｂ二元相图Ｆｉｇ．卜１Ｐ｝ｌａｓｅｄｉａｇｒａｍｏｆＬａ－Ｂ图１－２ＬａＢ６的晶体结构示意图Ｆｉｇ．１－２Ｔｈｅｃｒｙｓｔａｌｓｔｎｌｃｔｒｍ．ｅｏｆＬａＢ６ＬａＢ６属简单立方晶系，由Ｌａ原子构成简单立方晶格，６个Ｂ原子组成的八面体占据着简单立方格子的中心，八面体又以顶点互相连接。
每个硼原子与五个硼原子相邻，四个在自身所在的八面体内，另一个位于立方体主轴之一的方向上，因此给出了配位数为５的同极晶格结构，见图卜２【４】。
这种结构使其具有各向同性的第２章实验原理及方法法，热效率极高，放电点的弥散分布能够实现均匀加热，因而容易制备出均质、致密、高质量的烧结体。
ＳＰＳ烧结过程可以看作是颗粒放电、导电加热和加压综合作用的结果。
除加热和加压这两个促进烧结的因素外，在ＳＰＳ技术中，颗粒间的有效放电可产生局部高温，可以使表面局部熔化、表面物质剥落；高温等离子的溅射和放电冲击清除了粉末颗粒表面杂质（如去除表层氧化物等）和吸附的气体吲。
电场的作用是加快扩散过程，图２＿４为烧结过程中颗粒之间的扩散示意图。
ＳＰＳ系统的工艺优势有以下几点：加热均匀，升温速度快，烧结温度低，烧结时间短，生产效率高，产品组织细小均匀，能保持原材料的自然状态，可以得到高致密度的材料，这些优点都非常利于制备纳米块体材料。
图２—３ＳＰｓ烧结原理示意图Ｆ培２－３ｎｌｕｓｎｍｉｏｎｏｆｔｈ∞ＩｙｏｆｓＰｓ图２－４扩散示意图Ｆｊ晷２．４ＩⅡｕｓ眦ｉ蚰ｏｆ叫ｉｃｌｅｄｉ缸ｉ∞（２）实验装置系统本实验使用日本住友公司制造放电等离子烧结系统（ｓｐａｒｋＰ１ａｓｍ北京一ｒ业大学工学硕十学位论文Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ，ＳＰＳ），烧结ＬａＢ６纳米块体，仪器型号为ＳＰＳ一３．２一Ｍｖ。
放电等离子烧结技术详解
放电等离子烧结技术详解[导读]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。
一、放电等离子烧结技术的特点SPS的主要特点是利用加热和表面活化实现材料的超快速致密化烧结，其具有升温速度快、烧结时间短、烧结温度低、加热均匀、生产效率高、节约能源等优点，除此之外由于等离子体的活化和快速升温烧结的综合作用，抑制了晶粒的长大，保持了原始颗粒的微观结构，从而在本质上提高了烧结体的性能，并使得最终的产品具有组织细小均匀、能保持原材料的自然状态、致密度高等特点，与热压烧结和热等静压烧结相比，SPS装置操作简单。
二、放电等离子烧结技术的烧结机理SPS是集等离子活化、热压和电阻加热为一体的烧结技术。
对于SPS的烧结机理，一般认为，SPS过程除具有热压烧结的焦耳热和加压造成的塑性变形促进烧结过程外，还在粉末颗粒间产生直流脉冲电压，并有效利用了粉体颗粒间放电产生的表面活化作用和自发热作用，因而产生了SPS过程所特有的有益于烧结的现象。
施加直流开关脉冲电流的作用SPS烧结系统主要由轴向压力装置、水冷冲头电极、真空腔体、气氛控制系统、直流脉冲及冷却水、位移测量、温度测量和安全控制单元等几部分组成；其中最主要的是通-断脉冲电源，通过通-断脉冲电源可以产生放电等离子体、焦耳热、放电冲击压和电场辅助扩散效应。
离子烧结设备结构示意图三、放电等离子烧结技术的应用SPS烧结升温速度快，烧结时间短，既可以用于低温、高压（500~1000MPa），又可以用于低压（20~30MPa）、高温（1000~2000℃）的烧结，因此可广泛的应用于金属、陶瓷和各种复合材料的烧结。
适合SPS制备的材料1、制备纳米材料纳米材料因其具有高强度高塑性而具有广阔的应用前景，如何抑制晶粒的长大是获得纳米材料的关键。
《放电等离子烧结制备MAX-cBN复合材料》范文
《放电等离子烧结制备MAX-cBN复合材料》篇一一、引言随着科技的发展，复合材料在众多领域中发挥着越来越重要的作用。
其中，MAX-cBN（MAX相与立方氮化硼）复合材料以其独特的物理和化学性质，在高温、高强度、高硬度等应用场景中表现出色。
本文将详细介绍放电等离子烧结技术在制备MAX-cBN复合材料中的应用，并探讨其制备过程、性能及潜在的应用前景。
二、放电等离子烧结技术概述放电等离子烧结（Spark Plasma Sintering, SPS）是一种新型的固相烧结技术。
其原理是在特定压力和真空或非氧化性气氛条件下，通过通电放电产生等离子体环境，实现快速烧结的目的。
此技术因其独特的高效性、环保性和适用性广泛等优点，已被广泛应用于金属、陶瓷等复合材料的制备中。
三、MAX-cBN复合材料的制备1. 材料选择与配比：选择合适的MAX相和cBN原料，根据所需的性能要求确定其配比。
2. 混合与预处理：将选定的原料进行充分混合，并采用适当的预处理方法如球磨、压制等，以改善原料的颗粒度和分散性。
3. 放电等离子烧结：将预处理后的原料放入SPS设备中，在特定压力和气氛条件下进行烧结。
通过控制烧结温度、时间和压力等参数，实现MAX相与cBN的紧密结合。
四、MAX-cBN复合材料的性能研究1. 微观结构分析：通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等手段，观察MAX-cBN复合材料的微观结构，分析其相组成和颗粒分布。
2. 力学性能测试：对制备的MAX-cBN复合材料进行硬度、抗弯强度等力学性能测试，评估其性能表现。
3. 热稳定性与化学稳定性分析：通过高温氧化实验、酸碱腐蚀实验等方法，研究MAX-cBN复合材料的热稳定性和化学稳定性。
五、应用前景与展望MAX-cBN复合材料因其独特的物理和化学性质，在高温、高强度、高硬度等应用场景中具有广阔的应用前景。
例如，可应用于航空航天、汽车制造、精密加工等领域。
未来，随着科技的发展和工艺的改进，放电等离子烧结技术将在制备MAX-cBN复合材料中发挥更大的作用，为各领域的应用提供更优质的材料。
放电等离子体烧结技术
1 放电等离子体烧结的工艺 1.1放电等离子体烧结的设备
一般放电等离子体烧结设备主要由三部分组成
产生单轴向压 力的装置和烧 结模具，压力 装置可根据烧 结材料的不同 施加不同的压 力；
脉冲电流发生 器，用来产生 等离子体对材 料进行活化处 理
电阻加热设备
材料合成与制备
SPS装置的结构示意图
图1 为其装置简图。图2 为SPS 的电压、电流及外加压力与烧结 时间的关系曲线。其电流曲线主要由三段组成: (1) 脉冲大电流; (2) 稳态小电流; (3) 停止放电间隙。在稳态电流阶段, 仅施加很小 的压力; 放电间隙阶段施加大压力。
分电流加热模具，使模具开始对试样传热，试样温度升高，
开始收缩，产生一定的密度，并随着温度的升高而增大，
直至达到烧结温度后收缩结束，致密度达到最大。
材料合成与制备
1.3 等离子体烧结工艺参数的控制
烧结气氛 烧结气氛对样品烧结的影响很大（真空烧结情况除外）， 合适的气氛将有助于样品的致密化。
材料合成与制备
烧结温度 烧结温度的确定要考虑烧结体样品在高温下的相转变、
晶粒的生长速率、样品的质量要求以及样品的密度要求。一 般情况下，随着烧结温度的升高，试样致密度整体呈上升趋 势，这说明烧结温度对样品致密度程度有明显的影响，烧结 温度越高，烧结过程中物质传输速度越快，样品越容易密实。
但是，温度越高，晶粒的生长速率就越快，其力学性能就越差。而 温度太低，样品的致密度就很低，质量达不到要求。温度与晶粒大小 之间的矛盾在温度的选择上要求一个合适的参数。
业株式会社生产，SPS-1050）。
材料合成与制备
等离子体烧结技术的概念
等离子体 等离子体是宇宙中物质存在的一种状态，是除固、
《放电等离子烧结制备MAX-cBN复合材料》范文
《放电等离子烧结制备MAX-cBN复合材料》篇一一、引言随着科技的发展，复合材料在工业领域的应用越来越广泛。
其中，MAX-cBN（以MAX相和立方氮化硼为主要成分的复合材料）因其独特的物理和化学性质，在切削工具、耐磨材料、高温超导等领域具有广泛的应用前景。
本文将详细介绍放电等离子烧结技术在制备MAX-cBN复合材料中的应用及其优越性。
二、放电等离子烧结技术放电等离子烧结（Spark Plasma Sintering, SPS）是一种新型的烧结技术，其原理是利用脉冲电流在颗粒间产生放电等离子体，从而实现材料的快速致密化。
SPS技术具有烧结温度低、烧结时间短、材料致密性好等优点，因此在制备复合材料方面具有广泛的应用。
三、MAX-cBN复合材料的制备MAX-cBN复合材料的制备主要采用放电等离子烧结技术。
首先，将MAX相和cBN粉末按照一定比例混合，然后在一定的温度和压力下进行烧结。
在烧结过程中，通过控制电流的大小和频率，使颗粒间产生放电等离子体，从而实现材料的快速致密化。
四、MAX-cBN复合材料的性能MAX-cBN复合材料具有优异的物理和化学性能。
其硬度高、耐磨性好、热稳定性强，且具有良好的导电性和导热性。
此外，MAX-cBN复合材料还具有优异的力学性能，如高强度、高韧性等。
这些性能使得MAX-cBN复合材料在切削工具、耐磨材料、高温超导等领域具有广泛的应用前景。
五、放电等离子烧结技术的优势放电等离子烧结技术制备MAX-cBN复合材料具有以下优势：1. 烧结温度低：相比传统烧结技术，SPS技术可以在较低的温度下实现材料的致密化，有利于保护材料的性能。
2. 烧结时间短：SPS技术可以在短时间内完成烧结过程，提高了生产效率。
3. 材料致密性好：SPS技术通过脉冲电流在颗粒间产生放电等离子体，使材料实现快速致密化，提高了材料的致密性和性能。
4. 易于控制：SPS技术的电流和频率等参数易于控制，可以实现材料的精确制备。
放电等离子烧结(sps)
SPS放电等离子烧结（Spark Plasma Sintering，简称SPS）是制备功能材料的一种全新技术，它具有升温速度快、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。
1 前言随着高新技术产业的发展，新型材料特别是新型功能材料的种类和需求量不断增加，材料新的功能呼唤新的制备技术。
放电等离子烧结（Spark Plasma Sintering，简称SPS）是制备功能材料的一种全新技术，它具有升温速度快、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。
2 国内外SPS的发展与应用状况SPS技术是在粉末颗粒间直接通入脉冲电流进行加热烧结，因此在有的文献上也被称为等离子活化烧结或等离子辅助烧结（plasmaactivatedsintering-PAS或plasma-assistedsintering-PAS）[1,2]。
早在1930年，美国科学家就提出了脉冲电流烧结原理，但是直到1965年，脉冲电流烧结技术才在美、日等国得到应用。
日本获得了SPS技术的专利，但当时未能解决该技术存在的生产效率低等问题，因此SPS技术没有得到推广应用。
1988年日本研制出第一台工业型SPS装置，并在新材料研究领域内推广使用。
1990年以后，日本推出了可用于工业生产的SPS第三代产品，具有10～100t 的烧结压力和脉冲电流5000～8000A。
最近又研制出压力达500t，脉冲电流为25000A的大型SPS装置。
由于SPS技术具有快速、低温、高效率等优点，近几年国外许多大学和科研机构都相继配备了SPS烧结系统，并利用SPS进行新材料的研究和开发[3]。
1998年瑞典购进SPS烧结系统，对碳化物、氧化物、生物陶瓷等材料进行了较多的研究工作[4]。
放电等离子烧结制备陶瓷基超硬复合材料及其性能研究
放电等离子烧结制备陶瓷基超硬复合材料及其性能研究为了解决高温高压条件下聚晶超硬复合材料制备过程中,样品尺寸及形状受高压腔体限制、生产成本高、烧结工艺条件复杂的问题,本文提出采用放电等离子烧结(简称SPS)系统来制备聚晶超硬复合材料。
SPS系统的低温快速烧结可以有效地抑制高温下金刚石的石墨化以及立方氮化硼(cBN)的向六方氮化硼(hBN)的转化。
同时,本研究选择添加与石墨或者hBN具有强反应活性的元素组分,并与高温转化的石墨或hBN进行反应而生成新的硬质相,将其完全吸收,最终获得无石墨相或者hBN相残留的由新生成的硬质相化学键合的陶瓷基聚晶超硬复合材料。
向金刚石原料中添加与碳发生反应生成硬质相的活性元素Si、Ti,实现添加组分与金刚石的化学键合,在提高复合材料致密度的同时,增强了结合剂对金刚石颗粒强有力的把持作用。
当Si为20 wt.%、Ti为30 wt.%、金刚石为50 wt.%时,聚晶金刚石复合材料的致密度、抗折强度、显微硬度最优。
在此配方下,当烧结温度低于1600°C 时,Si/Ti结合剂不易熔化,组元颗粒得不到有效活化,无法与金刚石发生完全充分的反应及化学键合,结合剂对金刚石颗粒的把持力较低。
当烧结温度达到1650°C时,复合材料的致密度达到99.36%,抗折强度达到448.5 MPa,显微硬度达到29.7 GPa的最高值。
此时,样品的综合机械性能最佳,样品中无石墨相及Si、Ti单质相残留,而是以SiC、TiC硬质相结合构成陶瓷基PCD复合材料。
当烧结温度达到1700°C时,PCD复合材料中出现石墨相残留。
在聚晶cBN 复合材料的SPS烧结制备过程中,选择添加与hBN具有强反应活性的Al/Ti结合剂。
研究结果表明,当Al为10 wt.%,Ti为35 wt.%,cBN为55 wt.%时,烧结制备的聚晶cBN复合材料的致密度、抗折强度、显微硬度达到最优。
在此配方下,当烧结温度低于1300?C时,由于烧结温度太低,Al/Ti结合剂与BN反应不够充分,所生成的硬质相基体对cBN颗粒的包裹不够紧密,把持力不够。
放电等离子烧结(SPS)技术简介教程
放电等离子烧结（SPS）技术
3
SPS工艺特点
与传统的粉末冶金工艺相比，SPS工艺的特点是： • 粉末原料广泛：各种金属、非金届、合金粉末，特别是 活性大的各种粒度粉末都可以用作SPS烧结原科。
• 成形压力低：SPS烛结时经充分微放电处理，烧结粉末表 面处于向度活性化状态．为此，其成形压力只需要冷压烧 结的l/10～1/20。 • 烧结时间短：烧结小型制件时一般只需要数秒至数分钟 ，其加热速度可以高达106℃/s，自动化生产小型制件时的 生产率可达400件/h。
SPS技术制备梯度功能材料 梯度功能材料 (FGMs) 是一种组成在某个方向上梯度分布的 复合材料,在金属和陶瓷粘合时由于二者烧结致密的温度相
差较大 , 且界面的膨胀系数不同而产生热应力 , 给材料的制
备带来困难,而应用SPS方法可以很好的克服这一难点,实现 烧结温度的梯度分布。通过 SPS 技术可以制造陶瓷 / 金属、 聚合物/金属以及其他耐热梯度、耐磨梯度、硬度梯度、导 电梯度、孔隙度梯度等材料。梯度层可到10多层。
2
SPS技术机理
SPS 过程除具有 热压烧结的焦耳热和 加压造成的塑性变形 促进烧结过程外,还 在粉末颗粒间产生直 流脉冲电压,并有效 利用了粉体颗粒间放 电产生的自发热作用, 因而产生了一些 SPS 过程特有的现象,如 图2所示。
放电等离子烧结（SPS）技术
SPS 的烧结有两个非常重 要的步骤 , 首先由特殊电源产生 的直流脉冲电压 , 在粉体的空隙 产生放电等离子 , 由放电产生的 高能粒子撞击颗粒间的接触部分, 使物质产生蒸发作用而起到净化 和活化作用 , 电能贮存在颗粒团 的介电层中 , 介电层发生间歇式 快速放电,如图3所示。 等离子体的产生可以 净化 金属颗粒表面 , 提高烧结活性 , 降 低金属原子的扩散自由能 , ）技术
《放电等离子烧结制备MAX-cBN复合材料》范文
《放电等离子烧结制备MAX-cBN复合材料》篇一一、引言随着科技的发展，新型复合材料在众多领域展现出独特的优势和潜力，尤其是在制造工业中，对材料的高效性能和高精度的需求不断提高。
本文介绍了一种通过放电等离子烧结（Spark Plasma Sintering，简称SPS）技术制备MAX-cBN（Max相与立方氮化硼）复合材料的方法。
该技术以其独特的优势，如快速烧结、高致密度、低能耗等，在制备高性能复合材料中展现出广阔的应用前景。
二、放电等离子烧结技术概述放电等离子烧结技术是一种利用脉冲电流产生的热量来加热和烧结材料的工艺。
其原理是利用等离子放电的瞬间高温，实现材料的高效、快速烧结。
SPS技术的主要特点包括：1. 烧结速度快：能够在短时间内完成烧结过程，降低能耗。
2. 致密度高：可以获得高致密度的烧结体，提高材料的性能。
3. 适用范围广：适用于各种材料体系，包括金属、陶瓷、复合材料等。
三、MAX-cBN复合材料的制备MAX-cBN复合材料由MAX相和立方氮化硼（cBN）组成，具有优异的力学性能和高温稳定性。
本实验通过放电等离子烧结技术制备MAX-cBN复合材料的过程如下：1. 材料选择与预处理：选择合适的MAX相和cBN粉末作为原料，并进行预处理，如干燥、研磨等。
2. 混合与成型：将预处理后的原料进行混合，并采用模具进行成型。
3. 放电等离子烧结：将成型后的材料置于SPS设备中，设定适当的温度、压力和时间参数进行烧结。
4. 后处理：烧结完成后，进行冷却和清洗等后处理操作。
四、结果与讨论通过放电等离子烧结技术制备的MAX-cBN复合材料具有以下特点：1. 高致密度：烧结体具有较高的致密度，孔隙率低。
2. 优异性能：由于MAX相和cBN的优良性能，使得复合材料具有优异的力学性能和高温稳定性。
3. 广泛的应用前景：MAX-cBN复合材料在机械、电子、航空航天等领域具有广泛的应用前景。
在实验过程中，我们发现在适当的温度、压力和时间参数下，能够获得最佳的烧结效果。
放电等离子体烧结技术(SPS)教学教材
放电等离子体烧结技术(S P S)放电等离子体烧结技术（SPS）一、S PS合成技术的发展▪最初实现放电产生“等离子体”的人是以发现电磁感应法则而知名的法拉第（M.Farady），他最早发现在低压气体中放电可以分别观测到相当大的发光区域和不发光的暗区。
▪ngmuir又进一步对低压气体放电形成的发光区，即阳光柱深入研究，发现其中电子和正离子的电荷密度差不多相等，是电中性的，电子、离子基团作与其能量状态对应的振动。
他在其发表的论文中，首次称这种阳光柱的状态为“等离子体”。
等离子体特效图▪1930年，美国科学家提出利用等离子体脉冲电流烧结原理，但是直到1965年，脉冲电流烧结技术才在美、日等国得到应用。
日本获得了SPS 技术的专利，但当时未能解决该技术存在的生产效率低等问题，因此SPS技术没有得到推广应用。
▪SPS技术的推广应用是从上个世纪80年代末期开始的。
▪1988年日本研制出第一台工业型SPS装置，并在新材料研究领域内推广应用。
▪1990年以后，日本推出了可用于工业生产的SPS第三代产品，具有10~100t的烧结压力和5000~8000A脉冲电流，其优良的烧结特性，大大促进了新材料的开发。
▪1996年，日本组织了产学官联合的SPS研讨会，并每年召开一次。
▪由于SPS技术具有快速、低温、高效率等优点，近几年国外许多大学和科研机构都相继配备了SPS烧结系统，应用金属、陶瓷、复合材料及功能材料的制备，并利用SPS进行新材料的开发和研究。
▪1998年瑞典购进SPS烧结系统，对碳化物、氧化物、生物陶瓷登材料进行了较多的研究工作。
▪目前全世界共有SPS装置100多台。
如日本东北大学、大阪大学、美国加利福尼亚大学、瑞典斯德哥尔摩大学、新加坡南洋理工大学等大学及科研机构相继购置了SPS系统。
▪我国近几年也开展了利用SPS技术制备新材料的研究工作，引进了数台SPS烧结系统，主要用于纳米材料和陶瓷材料的烧结合成。
▪最早在1979年，我国钢铁研究总院自主研发制造了国内第一台电火花烧结机，用以批量生产金属陶瓷模具，产生了良好的社会经济效益。
《放电等离子烧结制备MAX-cBN复合材料》范文
《放电等离子烧结制备MAX-cBN复合材料》篇一一、引言随着科技的发展，复合材料在众多领域中得到了广泛的应用。
其中，MAX-cBN复合材料因其独特的物理和化学性质，在切削工具、热力设备以及电子器件等领域中具有巨大的应用潜力。
本文将详细介绍放电等离子烧结技术在制备MAX-cBN复合材料中的应用，并探讨其制备工艺、性能特点以及潜在的应用前景。
二、放电等离子烧结技术概述放电等离子烧结技术（Spark Plasma Sintering, SPS）是一种利用脉冲电流和等离子体进行材料烧结的技术。
在SPS过程中，粉末颗粒通过放电产生的能量进行快速加热和烧结，从而形成致密的复合材料。
这种技术具有烧结温度低、烧结时间短、晶粒细小、力学性能优良等优点。
三、MAX-cBN复合材料的制备（一）原料准备MAX-cBN复合材料的制备原料包括MAX相和cBN（立方氮化硼）颗粒。
其中，MAX相具有良好的力学和化学稳定性，而cBN具有高硬度、高耐热性和化学稳定性等特点。
将这两种材料按照一定比例混合，制备成均匀的混合粉末。
（二）放电等离子烧结过程在SPS设备中，将混合粉末置于石墨模具中，然后利用脉冲电流和等离子体进行加热烧结。
通过调整烧结参数（如电流大小、烧结时间、烧结温度等），得到致密的MAX-cBN复合材料。
四、性能特点通过放电等离子烧结技术制备的MAX-cBN复合材料具有以下特点：（一）晶粒细小：由于SPS技术的快速加热和烧结过程，使得晶粒尺寸得以细化，提高了材料的力学性能。
（二）致密度高：通过优化烧结参数，可以得到致密的MAX-cBN复合材料，从而提高其物理性能和化学稳定性。
（三）高硬度、高耐热性：cBN的高硬度和MAX相的优良力学性能使得该复合材料具有较高的硬度和耐热性。
五、应用前景MAX-cBN复合材料在切削工具、热力设备以及电子器件等领域具有广泛的应用前景。
例如，可以用于制造高精度、高效率的切削刀具，提高加工效率和产品质量；也可以用于制造高温、高压力环境下的部件，提高设备的稳定性和使用寿命。
放电等离子体烧结技术(SPS)
2021/6/16
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放电等离子烧结（SPS）的应用
等离子体烧结技术的适用范围
由于其独特的烧结机理，SPS技术具有升温速度快、 烧结温度低、烧结时间短、节能环保等特点，SPS已广 泛应用于纳米材料、梯度功能材料、金属材料、磁性材 料、复合材料、陶瓷等材料的制备。
2021/6/16
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放电等离子烧结（SPS）的应用
将1700 C下用SPS分别烧结3 min和5 min的样品与常规方法在1500 C烧结 72 h的样品对比可以看出使用SPS方法得到的样品所用时间更短，致密性更 好。
放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering,简称SPS)工艺是将金属等粉末装入 石墨等材质制成的模具内，利用上、下模冲及通电电极将特定烧结电源和压制 压力施加于烧结粉末，经放电活化、热塑变形和冷却完成制取高性能材料的一 种新的粉末冶金烧结技术。
放电等离子烧结具有在加压过程中烧结的特点，脉冲电流产生的等离子体 及烧结过程中的加压有利于降低粉末的烧结温度。同时低电压、高电流的特征， 能使粉末快速烧结致密。
2021/6/16
Materials Letters, Volume 196, 1 June 2017, Pages 403-405
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放电等离子烧结（SPS）的应用
2021/6/16
Materials Letters 123 (2014) 142–144
10
谢谢~
2021/6/16
放电等离子烧结(SPS)技术简介
主讲人：谢新凤 班级： 材料四班 学号： 20113493
放电等离子烧结（SPS）技术
Байду номын сангаас
1
简介
系统结构
2
及机理
3 工艺特点
4
应用
放电等离子烧结（SPS）技术
1
SPS技术简介
• 放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering)简称SPS，是近年来 发展起来的一种新型的快速烧结技术。
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放电等离子烧结（SPS）技术
4
SPS技术应用
SPS可加工材料
放电等离子烧结（SPS）技术
SPS技术制备纳米材料 纳米材料以其独特的性能特点,引起材料学界的关注,但纳米 晶块体材料的较为有效和实用的制备方法目前还在研究探 索之中。 SPS技术由于烧结时间大大缩短,可以抑制晶粒的长大,因此， 有望获得致密的纳米材料。
等离子体的产生可以净化金 属颗粒表面,提高烧结活性,降低 金属原子的扩散自由能,有助于 加速原子的扩散。
放电等离子烧结（SPS）技术
当脉冲电压达到一定值时,粉体间的绝缘层被击穿而放电, 使粉体颗粒产生自发热,进而使其高速升温。粉体颗粒高速 升温后,晶粒间结合处通过扩散迅速冷却,电场的作用因离子 高速迁移而高速扩散,通过重复施加开关电压,放电点在压实 颗粒间移动而布满整个粉体。使脉冲集中在晶粒结合处是 SPS过程的一个特点。
• 该技术利用脉冲能、放电脉冲压力和焦耳热产生的瞬时高 温场来实现烧结过程,对于实现优质高效、低耗低成本的材 料制备具有重要意义。在纳米材料、复合材料等的制备中 显示了极大的优越性,现已应用于金属、陶瓷、复合材料以 及功能材料的制备。
放电等离子烧结(SPS)制备WCCo梯度结构硬质合金的研究
ｍｏｕｌｄｍｇ ａｎｄ ｓｐａｒｋ ｐｌａｓｍａ ｓｉｍｅｒｉｎｇ（ＳＰＳ）．Ｔｈｅ ｅ丘ｂｃｔＳ ｏｆ ｓｉｍｅｒｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｎ ｄｅｎｓｉｔｙ，ｍｉｃｒｏｓｔｎｌｃｔｌｌｒｅ，ｍｉｃｍｈａｒｄｒｌｅｓｓ ａｎｄ丘ａｃｔＩｌｒｅ ｔｏｕｇ｝１ｎｅｓｓ ｐｒｏｐｅｎｙ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ． Ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｎｅｍ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｎｅａｒ ｍｅ掣ａｄｉｅｎｔ ｉｎｔｅｒｆ如ｅ、ｎｌｅ ｖ耐ａｔｉｏｎ ｏｆｍｉｃｒｏｈａｒｄｎｅｓｓ ａｌｏｎｇ ｔｌｌｅ ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｃ ｂｉｎｄｅｒ ｓｔａｔｅ ｂｅｔ、Ⅳｅｅｎ ｇｒａｄｉｅｎｔ ｌａｙｅｒ ｏｆ ＹＧｌＯ何Ｇ２０ Ｆａｄｅｄ ｃｅｍｅｎｔｅｄ ｃａｒｂｉｄｅ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓ ｎｌａｔⅡｌｅ ＹＧｌ ０ ｐｏｗｄｅｒ ｗｉｔｈ １斗ｍ ＷＣ ａ１１ｄ ｔｈｅ ｏｆ ＹＧ２０ ｐｏ、ｖｄｅｒ ｗｉｍ ９ｐｍ ＷＣ ｃａＩｌ ｂｅ ｃｏｍｐａｃｔｅｄ ａｔ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｌｌｒｅ ｏｆ １１６０℃．Ｔｈｅ ｇｒａｉｎ ｓｉｚｅ ｉｓ ｈｏｍｏｇｅｎｅｏＩｌｓ ｉｎ ｅａｃｈ ｌａｙｅＬ Ｔｈｅｒｅ ｈａｓ ａ ｍｅｔａｌｌｕ唱ｙ ｃｏｍｂ协ｅ ｂｅｔｗｅｅｎ也ｅ伊ａｄｉｅｍ ｉｍｅｒｆｈｃｅｓ．Ｔｈｅ ｈａｒｄＩｌｅｓｓ ｉｎ ｌａｙｅｒ ｏｆ ＹＧｌ ０ ｉｓ １５５０～１６００ Ｋ∥眦ｍ２ ａｎｄ １０５０ Ｋｇ／ｍｍ２ ｉｎ ｌａｙｅｒ ｏｆ ＹＧ２０；ｔｈｅ ｔｏｕｇｌｍｅｓｓ ｉｎ ＹＧｌ０ ｉｓ １２．６２Ｍｐａ．ｍ“２ ｂｍ ｔｈｅｒｅ ｈａｓ ｎｏ ｃｒａｃｋ ａｒｏｕＩｌｄ ｔ１１ｅ ｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ ｉｎ ＹＧ２０ ｌａｙｅｒ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ １０ａｄ ｏｆ ３０Ｋｇ￡Ｔｈｅ ｂｅｎｄ ｓ仃ｅｎｇｍ ｏｆ ＹＧｌＯ／ＹＧ２０ ａｌｌｏｙ ｓｉｎｔｅｒｅｄ ａｔ １１６０℃ｂｙ
SPS放电等离子烧结炉
咨询电话：13817293862
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SPS 放电等离子热压烧结炉
一、产品特点
放电等离子烧结（SPS Spark Plasma Sintering）是新一代温度低时间短的先进快速烧
获得国产第一台 SPS，并申请了国家专利。我们可根据用户的实际应用技术参数
定制非标 SPS。
手机：13817293862 手机：18913797771
上海晨鑫电炉有限公司 联系人：马付根
电话：021-33719603 mfg1898@ 苏州分公司 联系人：杜良涛
电话：0512-53653562 dlt206@
红外温孔上安装红外测温仪，为防止观察窗玻璃因挥发而污染影响测温，故用了气帘及测温
靶结构，使用户大大减少了清洁玻璃的次数，热电偶设有两支，其中一支在低温工作，可与
红外仪自动转换，另一支为超温保护用，即当炉温异常高超过正常值时自动切断加热保护系
统安全。
<4>：炉门上设有压力表及观察窗，手动开启，手动压紧。
成到模拟屏上操作。本设备可采纳温度曲线、真空度曲线、压力曲线、位移曲线、脉冲直
流电源的电流、电压和烧结时间等曲线，方便用户根据历史曲线分析烧结工艺。控温方式
为 2000℃以下热电偶升温，压力控制可采用手动及自动方式。控制系统上设有过流、超温
及断水等分类报警功能，电器元件采用施耐德、欧姆龙等一流品牌，产品品质有保证。
空阀门采用气动蝶阀(上海真空阀门)，真空测量采用成都睿宝的真空计。真空系统上设有电
放电等离子烧结原位制备LaB_6多晶纳米块体阴极材料
放电等离子烧结原位制备LaB_6多晶纳米块体阴极材料
周身林;刘丹敏;张久兴;金帅
【期刊名称】《稀有金属材料与工程》
【年(卷),期】2009(38)2
【摘要】用氢直流电弧法制备La-LaH2纳米粉末,再采用放电等离子烧结技术,在原位、"无氧"条件下成功制备高纯LaB6多晶纳米块体热阴极材料,并系统研究放电等离子烧结温度、压强对材料物相、结构和性能的影响。
结果表明,材料中形成单相的LaB6,纯度达到99.867%,平均晶粒尺寸为120nm,LaB6纳米块体相对密度达到99.2%,维氏硬度达到17.4GPa,抗弯强度高达245.6MPa,已达单晶材料的理论抗弯强度值。
【总页数】5页(P313-317)
【关键词】放电等离子烧结;多晶LaB6;纳米块体;热阴极
【作者】周身林;刘丹敏;张久兴;金帅
【作者单位】北京工业大学新型功能材料教育部重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TB34
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身林;张宁
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赛琅泰克 放电等离子烧结
赛琅泰克放电等离子烧结赛琅泰克（Spark Plasma Sintering，简称SPS）是一种先进的烧结工艺，可用于制备高性能陶瓷、金属和复合材料。
它利用了等离子体效应和放电现象，通过高电流和高压电场的作用，实现了快速、均匀、高效的烧结过程。
本文将详细介绍赛琅泰克的工作原理、优势和应用领域。
一、工作原理赛琅泰克烧结是一种非常特殊的烧结方法，它利用了电热效应和等离子体效应。
首先，需要将待烧结的粉末样品放置在石墨模具中，并施加适当的压力。
然后，通过两个电极施加高压电场，形成强大的电流通过样品。
在电流通过的同时，电极之间会产生放电，形成高温等离子体，从而使样品迅速升温。
最后，在高温和高压的作用下，样品的粒子发生固相扩散和塑性形变，从而实现烧结。
二、优势赛琅泰克烧结相比传统的烧结方法具有许多优势。
首先，由于烧结过程中使用了高温和高压电场，因此可以显著缩短烧结时间，提高烧结效率。
其次，赛琅泰克烧结可以实现样品的快速均匀加热，避免了传统烧结中的温度梯度和热应力问题，从而提高了材料的致密性和力学性能。
此外，由于烧结过程中样品没有接触到气氛，因此可以避免氧化和污染，得到高纯度的材料。
最后，赛琅泰克烧结还具有较低的能耗和环境污染，符合可持续发展的要求。
三、应用领域赛琅泰克烧结在材料科学领域有着广泛的应用。
首先，它可以用于制备高性能的陶瓷材料，如氧化物陶瓷、碳化硅陶瓷和氮化硅陶瓷等。
这些陶瓷材料具有优异的耐热、耐磨和绝缘性能，广泛应用于航空航天、能源和电子等领域。
其次，赛琅泰克烧结还可以用于制备金属材料，如钛合金、镍基高温合金和不锈钢等。
这些金属材料具有高强度、高韧性和良好的耐腐蚀性能，广泛应用于汽车、船舶和医疗器械等领域。
此外，赛琅泰克烧结还可以制备复合材料，如陶瓷基复合材料和金属基复合材料等，用于制备高性能的结构材料和功能材料。
赛琅泰克烧结是一种先进的烧结工艺，通过电热效应和等离子体效应实现材料的快速、均匀、高效烧结。
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得Ｄ Ｈｘ 纳米粉末 。 ｙ ２． ２ Ｓ Ｐ Ｓ 制备 Ｄ Ｂ ｙ ６ 多晶块体及微观结构表征 在Ａ 将Ｄ ｒ气氛中 ， Ｈｘ 纳米粉末和 Ｂ 粉末按原子 ｙ 比 １∶６ 配料混合均匀 ， 装入内径为 ２ ０ ｍｍ 的石墨模具 中， 加压 １ 放入放电等离子烧结设备 ０ ＭＰ ａ预压 成 型 ， （ ） 直接 烧 结 制 得Ｄ Ｓ Ｐ Ｓ ５． ４ ０ Ｂ － －ＭＶ ｙ ６ 多 晶 块 体。 烧 结 ， ， 工艺为 烧 结 真 空 度 为 ５ 升温速率１ 烧结 Ｐ ａ ０ ０℃／ ｍ ｉ ｎ ， 压力 为 ６ 烧结温度为１ ０ ＭＰ ａ ２ ２ ５、 １ ２ ７ ５、 １ ３ ２ ５、 １ ３ ７ ５、 不保温随炉冷却至室温 。 １ ４ ２ ５、 １ ４ ７ ５℃ ， ） 采用透射电镜 （ 对Ｄ Ｊ ＥＭ－ ２ ０ １ ０ Ｈｘ 纳米粉末和 Ｂ ｙ 粉进行形貌分析 ， 德国驰差式扫描量热仪（ Ｓ ＴＡ ４ ４ ９ Ｃ） ） 做Ｄ 测 定 物 相， Ｓ Ｃ 测试 ， Ｘ Ｒ Ｄ（ Ｄ ８ Ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｃ ｅ Ｓ ＥＭ （ Ｆ Ｅ Ｉ ） ， 观 察 断 口 形 貌 采 用 排 水 法 测 量 密 ＮＡＮＯ Ｓ ＥＭ ２ ０ ０ 度， ＨＸ Ｄ １ ０ ０ ０ 型数 字 式 显 微 硬 度 计 测 试 维 氏 显 微 硬 － 度， 在成都电子科 ＭＴ Ｓ ８ １ ０ 材料试验机测试抗弯强度 ， 技大学电子发射性能测试仪上测试电子发射性能 。
） 魏永峰 等 ： 放电等离子烧结 （ 制备 Ｄ Ｓ Ｐ Ｓ Ｂ ｙ ６ 多晶块体材料
１ ９ ６ ９
＊
） 放电等离子烧结 （ 制备 Ｄ Ｓ Ｐ Ｓ Ｂ ６ 多晶块体材料 ｙ
魏永峰 ， 张久兴 ， 包黎红 ， 周身林 ， 张 宁
（ ） 北京工业大学 材料科学与工程学院 ， 新型功能材料教育部重点实验室 ， 北京 １ ０ ０ １ ２ ４ 摘 要： 以微米硼粉和采用氢直流电弧法制备出 利用放电等离子烧结 （ 技 Ｄ Ｈｘ 纳米粉末为原料 ， Ｓ Ｐ Ｓ） ｙ 并分析了烧结温度对 术制 备 了 Ｄ Ｂ ｙ ６ 多 晶 块 体 材 料， 样品微观结构及性能的影响 。 实验结果表明当烧结压 ， 烧结温度为１ 可得到单相 力为 ６ ０ ＭＰ ａ ２ ７ ５℃ 时 ， 。 ， 烧结工艺为１ Ｄ Ｂ ４ ２ ５℃ ６ ０ ＭＰ ａ所制备样品的密 ｙ ６
图 ６ 烧结温度对样品抗弯强度的影响 Ｆ ｉ ６Ｂ ｅ ｎ ｄ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｔ ｈ ａ ｓ ａ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｓ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｅ ｍ ｅ ｒ － ｇ ｇ ｇ ｐ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ
） 魏永峰 等 ： 放电等离子烧结 （ 制备 Ｄ Ｓ Ｐ Ｓ Ｂ ｙ ６ 多晶块体材料
３ 结果与讨论
３． １ 烧结反应分析 纳米颗 Ｄ Ｈｘ 纳米粉末的 Ｔ ＥＭ 照片如图 １ 所示 ， ｙ 。 粒径范围是 ２ 粉的 粒呈球形 ， ０～１ ２ ０ ｎ ｍ Ｂ Ｓ ＥＭ 照片 如图 ２ 所示 ， 粒 径 范 围 是 ４～１ ０ ｍ。 取 出 适 量 Ｄ Ｈｘ ｙ μ 纳米 粉 末 做 Ｄ 结 果 如 图 ３ 所 示。 图 中 Ｓ Ｃ 热 分 析， 粉 末 质 量 减 少， 原因是吸附在 ２ ９ ５． ７℃ 时出现吸热 峰 ， 纳米粉末上的 气 体 逸 出 。９ 时 出 现 明显的吸热 ３ ７． ４℃ 峰， 并伴随质量的减少 ， 是因为 Ｄ Ｈｘ 纳米粉末发生脱 ｙ 氢反应 。 随着烧结温度的升高 ， Ｄ ｙ 纳米粉末与硼微米 ， 粉末发生 硼 化 反 应 生 成 Ｄ Ｂ ｙ ６ 并 烧 结 成 块 体。 反 应 式为 ： ） （ ） ） ２ Ｄ Ｈｘ （ ｓ Ｄ ｓ → ２ ↑ ＋ｘＨ２（ ｙ ｙ ｇ （ ） １
力强等特点 ， 受 到 广 泛 关 注。 其 中， Ｌ ａ Ｂ ６ 广泛用于等 电子束 焊 接 、 电 子 束 曝 光 机、 粒子加速器以 离子体源 、
］ ２ ４ － ， 及其它一些 动 态 真 空 系 统 中 的 电 子 源 ［ Ｃ ｅ Ｂ ６ 广泛 应用于 Ｓ 微 波 管、 平版印刷和自由电子激 ＥＭ、 Ｔ ＥＭ、
２ 实验方法
２． １ 制备 Ｄ Ｈｘ 纳米粉末 ｙ 实验采用氢直流电弧法制备 Ｄ Ｈｘ 纳米粉末 。 将 ｙ 金属镝块放入氢 直 流 电 弧 等 离 子 蒸 发 冷 凝 设 备 中 ， 以 钨棒为阴极 ， 块 状 金 属 镝 为 阳 极。首 先 将 真 空 室 抽 至
－４ ， 然后充入氢气和氩气的混合气体 ， 氢气和氩气 １ ０ Ｐ ａ ， 体积比为 ４∶１， 总压力 ０． 最后接通直流电源 ， ０ ６ ＭＰ ａ ， 反应电流 ５ 电弧电压２ 起弧时间约３ 制 ０ Ａ， ０ Ｖ， ０ ｍ ｉ ｎ
图 １ Ｄ Ｈｘ 纳米粉末的 Ｔ ＥＭ 照片 ｙ Ｆ ｉ １Ｔ ＥＭ ｉ ｍ ａ ｅ ｏ ｆ Ｄ Ｈｘ ｎ ａ ｎ ｏ ｏ ｗ ｄ ｅ ｒ ｓ ｇ ｇ ｙ ｐ
图 ４ 不同烧结温度所得样品的 Ｘ Ｒ Ｄ 图谱 Ｆ ｉ ４Ｘ Ｒ Ｄ ａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｎ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ａ ｍ ｌ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｅ ｄ ａ ｔ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ － ｇ ｐ ｐ ｅ ｎ ｔ ｓ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｅ ｍ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｇ ｐ 图 ２ 硼粉末的 Ｓ ＥＭ 照片 Ｆ ｉ ２Ｓ ＥＭ ｉ ｍ ａ ｅ ｏ ｆ ｂ ｏ ｒ ｏ ｎ ｏ ｗ ｄ ｅ ｒ ｓ ｇ ｇ ｐ
３ ／ 、 度、 维氏 硬 度 和 抗 弯 强 度 分 别 为 ５． １ ９ １ ｃ ｍ ２ ３． ３ ２ ｇ ， 当阴极温度为１ １ ２． ８ ＭＰ ａ ９ ３ ３ Ｋ 时的发射电 Ｇ Ｐ ａ和 １ ２ ／ 。 流密度为 ３． ６ Ａ ｃ ｍ ： 关键词 放电等离子烧结 ；多晶 Ｄ 性能 Ｂ ｙ ６；
＊
） 基金项目 ： 国家自然科学基金资助项目 （ ５ ０ ８ ７ １ ０ ０ ２ 收到初稿日期 ： 收到修改稿日期 ： 通讯作者 ： 张久兴 ２ ０ １ １ ０ ３ ２ ０ ２ ０ １ １ ０ ６ ２ ８ － － － － ， ， 作者简介 ： 魏永峰 （ 男（ 蒙古族 ） 内蒙古达拉特旗人 ， 在读硕士 ， 师承张久兴教授 ， 从事稀土六硼化物研究 。 １ ９ ８ ４－ ）
图 ３ Ｄ Ｈｘ 纳米粉末的 Ｔ Ｇ－Ｄ Ｓ Ｃ 曲线 ｙ Ｆ ｉ ３Ｔ Ｇ－Ｄ Ｓ Ｃ ｃ ｕ ｒ ｖ ｅ ｓ ｏ ｆ ｎ ａ ｎ ｏ Ｈｘ －Ｄ ｇ ｙ 烧结样品的 分析 ３． ２ Ｘ Ｒ Ｄ ， 图 ４ 为烧结压力 ６ 不同烧结温度所得样品 ０ ＭＰ ａ （ ） 的Ｘ 中 可 以 看 出， 在６ Ｒ Ｄ 图谱 。 从图 ４ ａ ０ ＭＰ ａ压 力 下， 烧结 温 度 为 １ 从 图 ４（ 可 ２ ２ ５℃ 的 样 品 含 有 杂 相 ； ｂ） 知， 随 着 温 度 的 升 高， 样 品 中 杂 相 消 失， 烧结温度为 １ ２ ７ ５、 １ ３ ２ ５、 １ ３ ７ ５、 １ ４ ２ ５、 １ ４ ７ ５℃ 的样品均为单相 。 维氏硬度和抗弯强度的影 ３． ３ 烧结温度对样品密度 、 响 图 ５ 为不 同 烧 结 温 度 样 品 的 密 度 和 维 氏 硬 度 曲 线 。 如图 ５ 所示 ， 随着烧结温度的升高 ， 密度和维氏硬 ／ 度增 大 ， 在１ ４ ２ ５℃ 分 别 达 到 最 大 值 ５． １ ９ １ ｃ ｍ 和 ｇ
１ ９ ７ １
图 ７ 为 不 同 烧 结 温 度 所 得 样 品 的 断 口 形 貌 照 片 。 从照片可知 ， 样品 晶 粒 为 等 轴 晶 ， 晶 粒 大 小 均 匀， 断口 ） 、 （ 、 （ ） 、 （ 中 类型以穿 晶 解 理 断 口 为 主 。 图 ７（ ａ ｂ） ｃ ｄ） 的平均晶粒 尺 寸 分 别 为 ２、 ３、 ４、 ４ ｍ。 随 着 温 度 的 升 μ
１ ９ ７ ０
） 卷 ２ ０ １ １ 年第 １ １期（ ４ ２
（ ） ） ） （ ） ２ Ｄ ｓ ｓ Ｄ Ｂ ｓ ２ ２ Ｂ（ ＋１ → ２ ｙ ｙ ６（ ， 烧结温 Ｐ Ｓ 制备 Ｄ Ｂ ２～１ ５ ｍ ｉ ｎ Ｓ ｙ ６ 的烧结时间为 １ 与 普 通 热 压 烧 结 相 比， 缩短了烧 度为 １ ２ ７ ５～１ ４ ７ ５℃ ， （ 结时间 ， 降低 了 烧 结 温 度 。 这 是 因 为 ： 金属 Ｄ １） ｙ制 （ 降低了 反 应 温 度 ； 成纳米颗粒后有较高的活性 ， ２）烧 结过程中 Ｓ 促使 Ｐ Ｓ 所加的 脉 冲 电 场 可 加 快 反 应 速 率 ， ［ １ ４］ 反应能在较短的时间内完成 。
光器等设备中
［ ］ ５ ７ －
， 低温 下 Ｄ Ｂ ｙ ６ 的磁性能也引起广泛
８， ９］ ， 但对其发射性能研究很少 。 关注 ［
Ｋ． Ｔ ａ ｋ ａ ｈ ａ ｓ ｈ ｉ等 通 过 区 域 熔 炼 法 制 备 出 单 晶 ［ １ ０］ ， 但所得样品尺寸有限 ， 限制了它的应用范围 。 Ｄ Ｂ ｙ ６ ， 而多晶能制造出 较 大 尺 寸 应 用 领 域 要 比 单 晶 广 泛 得 多。传 统 的 多 晶 稀 土 六 硼 化 物 一 般 采 用 热 压 烧 结 １ １］ ， 法［ 此法的缺点是烧结温度高 ， 保温时间长 ， 晶粒粗 大， 样品力学性能较 差 。 放 电 等 离 子 烧 结 （ ｓ ａ ｒ ｋ ｌ ａ ｓ － ｐ ｐ ， ） ｍ ａ ｓ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ Ｐ Ｓ 是近年发展起来的一种材料 ｇ 简称 Ｓ 烧结新技术 ， 与其它烧结方法相比 ， Ｓ Ｐ Ｓ 具有许多独特 优点 ， 如升温速度快 ， 烧结温度低 ， 烧结时间短 ， 能在较 低烧结温度和 较 小 成 型 压 力 下 烧 结 出 高 性 能 的 材 料 ， 是粉末烧结方法中最适合制备块状细晶材料的方法之 １ ２， １ ３］ 。 一［ 本文以微米硼粉和采用氢直流电弧法制备得到的 利用 Ｓ Ｄ Ｈｘ 纳米粉末为 原 料 ， Ｐ Ｓ技术制备了稀土硼 ｙ 。 化物 Ｄ 多晶块体材料 Ｂ ｙ ６
， 之后 密 度 和 维 氏 硬 度 随 温 度 升 高 而 下 降 。 ２ ３． ３ ２ Ｇ Ｐ ａ 这是因为随着烧结温度的升高 ， 晶粒长大 ， 有些气孔通 使胚体致密化 ， 硬度随着致密 过扩散传质作用被排出 ， 度的增大而增 大 。 但 是 烧 结 温 度 过 高 ， 某些晶粒异常 破坏 长大后与周围晶 粒 之 间 形 成 孔 隙 使 致 密 度 下 降 ， 晶界的致密性 ， 降低样品的硬度 。