现代无机合成化学-高温合成
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现代无机合 成化学
第一章 高温合成
1. 各种高温设备； 2. 高温测量方法； 3. 高温合成反应的种类。
获得高温的方法及其温度
获得高温的方法
高温电阻炉 聚焦炉
闪光放电 等离子体电弧
激光 原子核裂变及聚变
高温粒子
温度 / K
1,273 – 3,273 4,000 – 6,000
> 4,273 20,000 105 – 106 106 – 109 1010 – 1014
• 工作原理：利用电极间的电弧放电进行加热。
• 电极材料：石墨。
• 分类：
交流电弧炉 直流电弧炉
电极损耗 电网干扰 熔池温度 炉体结构 炉体容量 消耗电能
直流 VS 交流
直流电弧炉 小 小 均匀 简单 大 少
交流电弧炉 大 大
较不均匀 复杂 小 多
电弧炉图示
1-倾炉液压缸 2-倾炉摇架 3-炉门 4-熔池 5-炉盖 6-电极 7-电极夹紧器 8-炉体 9-电弧 10-出钢槽
• Ti(C1-xNx)的应用：
1. 硬质合金； 2. 刀具涂层； 3. 复合陶瓷，等等。
Ti(C,N)的生成反应
1. TiO2 + 3 C = TiC + 2 CO
•
△△GG2f,
= △Gf,
TiO2
TiC
+
2
△Gf,CO
-
2. TiO2 + 2 C + ½ N2 = TiN + 2 CO
•
△△GG3f,
y
y
• 注意：还原剂利用率不完全。H2 / H2O分压平衡决定氢的利用率。
• 改进方法：
1. 提供过量氢气； 2. 清除氢气中的杂质，如水分、氧气、碳的氧化物、碳氢化合物等等。
氢还原反应的特点
• 逐级转化原则：在反应过程中生成一系列低价金属化
合物；
• 反应温度：由低价化合物到金属单质需要更高的温度； • 产物性质：低温产物比表面积更大，反应活性更高；
• 推论：只要温度足够高，几乎所有的金属氧化物都
可以被碳还原，这就是碳热还原法： MOx + x C = M + x CO
△G = △Gf, MOx + x △Gf,CO - △Gf, MO
• 碳热还原法适用于金属制备和众多非氧化物的制备。
碳热还原法制备Ti(C,N)纳米颗粒
TiO2 + (3 - x) C + x/2 N2 = Ti(C1-xNx) + 2 CO △G = △Gf, Ti(C1-xNx) + 2 △Gf,CO - △Gf, TiO2
能保持原材料的自然状 态；
• 烧结温度低；
• 烧结时间短；
• 可以得到高致密度的材
料；
• 生产效率高；
• 操作简单，自动化程度
高。
发展趋势
• SPS是一种低温、短时的快速烧结法，可用于制备金属、陶瓷、纳
米材料、非晶材料等等，将在无机化合物的合成与新材料的研究与 生产中发挥重要作用；
• SPS的基础理论还有待进一步研究完善，反应设备向多功能、高脉
1 高温反应设备
• 电阻炉 • 感应炉 • 电弧炉 • 放电等离子烧结炉（ Spark Plasma Sintering ）
1.1 电阻炉
• 简介：最常见的加热设备。具有结构简单，使用方便，
温度精确可控等优点。
• 工作原理：利用发热体加热。 • 电阻材料：石墨，金属，氧化物，等等。
各种电阻材料及其最高工作温度
• 以超细SiC的烧结为例：
相对密度 / ％
显微韦氏硬度 / GPa.mm-2
断裂韧性 / MPa.m1/2
热压烧结
92 – 93 23.0 – 29.0
3.2 – 4.2
SPS烧结
99 28.6
4.7
梯度功能材料的制备
• 梯度功能材料：组份沿梯度变化。
• 难点：由于不同组份的烧结温度不同，利用传统方法难
1930——1965——1988——1990
• 工作原理：利用脉冲大电流直接施加于石墨模具和样品，
产生体加热，实现样品的快速升温。同时，脉冲电流引起的 颗粒间放电效应，净化颗粒表面，实现快速烧结。
等离子体的获得方式
物质状态
固态
液态
气态 获得方式
等离子态
加热 放电 光激励
直流放电 射频放电 微波放电
区间工作；
4.Fra Baidu bibliotek耐冲击、耐震动性好。
几种热电偶材料及其工作温度
2.3 光学高温计
• 工作原理：利用受热物体的单波辐射强度（即物体的单色亮度）随
温度升高而增加的特性进行高温测量。
光学高温计的特点
1. 使用方便，测量迅速； 2. 工作范围宽，可以测定700 – 6000℃的高温； 3. 测量精度高，误差可在±10℃以内。 4. 无需与被测物质接触，适用于热电偶不能或不方
冲容量发展，适应形状复杂、高性能的产品和三维梯度功能材料的 生产要求；
• 开发强度更高、重复使用率更好的模具材料，提高模具的承载能力
并降低模具费用；
• 针对不同材料体系，寻找确定反应规律，更好的控制产品质量。
测温仪表
2 温度测试设备
接触式 非接触式
膨胀式温度计
液体膨胀式 固体膨胀式
压力式温度计
液体型 气体型 蒸汽型
SPS技术的应用
• 纳米材料；
• 磁性材料；
• 梯度功能材料；
• 大块非晶合金材料；
• 先进陶瓷材料；
• 其他材料。
纳米材料的制备
• 纳米材料制备存在的问题：利用传统的方法，如热压、热等静压烧结等
等，难以在保证晶粒尺寸为纳米级别的同时达到完全致密化。
• SPS技术：在有效阻止晶粒长大的同时达到完全致密化。
2.2 热电偶
• 工作原理：由两种不同的均质导体形成回路，用于直接测量的一端
称为测量端，接线的一端称为参比端。当两端存在温差时，就会在回 路中产生热电流（Seebeck效应），同时两端之间存在热电势。该热电 势的大小只与热电偶导体材质和两端之间的温差有关。因此可以用于 测定温度。
热电偶的特点
1. 体积小，重量轻，结构简单，使用方便； 2. 热响应快； 3. 适用温度范围广，可在室温至2000℃甚至3000℃
以一次烧成；利用CVD、PVD等方法，成本昂贵，难以 实现工业化生产。
• SPS技术：以较低的成本实现一次烧成。
梯度功能材料的SPS烧结
PSZ / Ti梯度材料
非晶合金材料的制备
• 非晶合金材料的制备关键：针对合金成分，选择适
当的条件，保证合金具有极低的非晶形成临界冷却速度， 提高形成非晶的能力。
• SPS技术：利用脉冲过程中晶内快速冷却的特点制备非
晶合金材料。
SPS技术制备其他材料
• 先进陶瓷材料：追求晶粒细化和显微结构高致密化； • 磁性材料：追求晶粒细化； • 热电材料：追求成分梯度化； • 铁电材料：追求晶粒细化和显微结构高致密化。
SPS技术的优势
• 加热均匀，升温速度快； • 产物显微组织细小均匀，
SPS装置
• 轴向压力装置； • 水冷冲头电极； • 真空腔体； • 气氛控制系统（真空，氩气）； • 直流脉冲电源及冷却水； • 监测控制系统。
SPS内部装置示意图
1-电极 2-冲头 3-模腔 4-样品粉末
脉冲放电的作用效果
脉冲电压
现象
开
产生放电等离子
蒸发、熔化、纯化
产生放电冲击压力
局部应力和喷发
1 高温还原反应
• 定义：在高温下通过还原剂将反应物还原以获得所希望
的产物。这一材料制备方法适用于几乎所有的金属材料 和许多非金属材料。根据常用的反应体系可以分为：
1. 碳热还原法； 2. 氢还原法； 3. 金属还原法。
△Gfθ – T图的应用
△Gfθ – T图的应用
• 根否等据发等热生。力反学应基 ，本 反原 应理 类， 型判 ，定 反反 应应 进物 行体 的系 程在 度某，种反条应件的下特能点
便使用的场合。
3 高温合成反应的类型
• 高温固相反应；
• 高温相变反应；
• 高温固－气反应；
• 高温熔盐电解；
• 高温化学转移反应； • 高温熔炼和合金制备；
• 等离子体激光、聚焦等
作用下的超高温合成；
• 高温下单晶生长和区域
熔融提纯。
第一章 高温合成
1. 高温还原反应； 2. 化学转移反应； 3. 高温固相反应； 4. 稀土复合氧化物的高温合成。
= △Gf,
TiO2
TiN
+
2
△Gf,CO
-
3. TiN + C = TiC + ½ N2
•
△△GG4f,
= △Gf,
TiO2
Ti(C1-xNx)
+
2
△Gf,CO
-
(1) (3)
(2)
Ti(C,N)纳米颗粒
1.2 氢还原法
• 反应方程式：
1
x
MxOy(s) H 2(g) M (s) H 2O(g)
简易感应炉
工业用感应炉
感应炉 VS 电阻炉
• 感应炉：
• 电阻炉：
1. 最高使用温度2500℃；
2.
炉膛寿命长，基本不需要维 护；
1. 最高使用温度1800 – 2000℃；
2.
需要经常更换发热体和电接 头部分；
3.
发热体与外界不接触，炉膛 结构密实，保温性能好；
4. 节能。
3.
发热体与外界有接触，炉膛 保温性能相对较差；
发热体
镍铬丝 硅碳棒 铂丝 铂铑合金 钼丝 硅钼棒 钨丝
最高温度 / ℃
1060 1400 1400 1540 1650 1700 1700
发热体
ThO2 / CeO2 ThO2 / La2O3
钽丝 ZrO2 碳管 石墨棒 钨管
最高温度 / ℃
1850 1950 2000 2400 2500 2500 3000
1. 对于金属的氧化反应：
金属（s）+ O2（g）＝ 氧化物（s）
• 根据△G ＝ △H – T·△S：△S < 0，斜率为正。
2. 对于碳的氧化反应：
• 斜率：
2 C + O2 ＝ 2 CO C + O2 ＝ CO2
1.1 碳热还原法
• 由 △△ GfθG随fθ温– 度T图升可高以而看逐到渐，降碳低氧；化生成CO的反应，
产生焦耳热
局部高温
电场作用
高速等离子迁移
脉冲电流和电压
关
热扩散
热由高温点转移
效果 表面活化 高速扩散 高速材料转移 有效加热 塑性变形提高
高密度能量供应 放电点的弥散运动
晶内快速冷却
晶内快速冷却
技术优势 低温、短时烧结
烧结难熔材料 （不需催化剂） 连接不相容材料
短时烧结 短时均匀烧结
烧结非晶材料 烧结纳米材料
电阻炉图片
1.2 感应炉
• 简介：也称高频感应加热设备，主要用于金属、导电材
料的热处理、粉末热压烧结和真空熔炼等。具有升温速 度快，操作方便、清洁等优点，并且可准确控制实现局 部加热。
• 工作原理：以交流线圈为加热部件，将被加热的导体
置于线圈内。在线圈上通以交流电，在被加热的导体内 产生感应电流——涡流。由于交流电方向变化导致涡流 方向变化，电能转化为热能，实现被加热导体的迅速升 温。
4. 能耗较大。
应用范围
• 金属表面热处理； • 锻造/轧制毛坯加热；
• 感应焊接； • 铸造熔炼；
• 金属材料空中悬浮熔
炼；
• 复合材料加热。
1.3 电弧炉
• 简介：一般用于金属冶炼、磨具磨料工业。目前也用于大块非晶
材料的制备。其优点是熔化固体炉料的能力强，具有大吨位生产的 能力。缺点是耗电量大，不利于电网容量小的国家和地区推广。
热电阻温度计
铂电阻 铜电阻 特殊电阻 半导体热敏电阻
铂铑－铂
热电偶
镍铬－镍硅（镍铝） 镍铬－康铜
辐射高温计
特殊热电偶
比色高温计
光学高温计（亮度高温计）
2.1 温标的建立与发展
• 在陶高土温制测作量的方熔面锥，在古高代温人下们的在弯烧曲窑程和度冶判炼定时温通度过；观察火焰和被加热物体的颜色判断温度，利用 • 1点71241年2度，，德间国隔物1理80度学）家；华伦海特（Daniel Gabriel Fahrenheit ），华氏水银温度计（冰点32度，沸 • 1隔741200–度17）45；年，瑞典的摄耳修斯（Celsius）、林奈，摄氏水银温度计（冰点0度，沸点100度，间 • 1802年，气体温度计； • 1随82后1年出，现德热国电的偶塞温贝度克计（和S热ee电be阻ck温）度发计现热电效应，英国的戴维尔发现电阻随温度变化的规律， • 20世纪初，出现辐射温度计和光学高温计； • 各种现代测温仪，如热像仪，激光测温仪等等。
1.4 放电等离子烧结炉（SPS）
• 简介：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）。是九十年代 兴起的一种高温制备新技术，具有快速、低温、节能、环保 等特点。
低温烧结
反应机理
• 颗粒间放电说：颗粒间放电激发等离子体，可以解释
导电性材料的反应，无法解释非导电性材料的反应；
• 放电——热传导说：导电性材料中存在放电效应与热
效应，非导电性材料的反应源于模具的热传导，无法解 释与其他方法的区别；
• 诱导电磁波说：导体、非导体在反应过程中都出现诱
导电磁波，未能给出诱导电磁波的产生机制。
第一章 高温合成
1. 各种高温设备； 2. 高温测量方法； 3. 高温合成反应的种类。
获得高温的方法及其温度
获得高温的方法
高温电阻炉 聚焦炉
闪光放电 等离子体电弧
激光 原子核裂变及聚变
高温粒子
温度 / K
1,273 – 3,273 4,000 – 6,000
> 4,273 20,000 105 – 106 106 – 109 1010 – 1014
• 工作原理：利用电极间的电弧放电进行加热。
• 电极材料：石墨。
• 分类：
交流电弧炉 直流电弧炉
电极损耗 电网干扰 熔池温度 炉体结构 炉体容量 消耗电能
直流 VS 交流
直流电弧炉 小 小 均匀 简单 大 少
交流电弧炉 大 大
较不均匀 复杂 小 多
电弧炉图示
1-倾炉液压缸 2-倾炉摇架 3-炉门 4-熔池 5-炉盖 6-电极 7-电极夹紧器 8-炉体 9-电弧 10-出钢槽
• Ti(C1-xNx)的应用：
1. 硬质合金； 2. 刀具涂层； 3. 复合陶瓷，等等。
Ti(C,N)的生成反应
1. TiO2 + 3 C = TiC + 2 CO
•
△△GG2f,
= △Gf,
TiO2
TiC
+
2
△Gf,CO
-
2. TiO2 + 2 C + ½ N2 = TiN + 2 CO
•
△△GG3f,
y
y
• 注意：还原剂利用率不完全。H2 / H2O分压平衡决定氢的利用率。
• 改进方法：
1. 提供过量氢气； 2. 清除氢气中的杂质，如水分、氧气、碳的氧化物、碳氢化合物等等。
氢还原反应的特点
• 逐级转化原则：在反应过程中生成一系列低价金属化
合物；
• 反应温度：由低价化合物到金属单质需要更高的温度； • 产物性质：低温产物比表面积更大，反应活性更高；
• 推论：只要温度足够高，几乎所有的金属氧化物都
可以被碳还原，这就是碳热还原法： MOx + x C = M + x CO
△G = △Gf, MOx + x △Gf,CO - △Gf, MO
• 碳热还原法适用于金属制备和众多非氧化物的制备。
碳热还原法制备Ti(C,N)纳米颗粒
TiO2 + (3 - x) C + x/2 N2 = Ti(C1-xNx) + 2 CO △G = △Gf, Ti(C1-xNx) + 2 △Gf,CO - △Gf, TiO2
能保持原材料的自然状 态；
• 烧结温度低；
• 烧结时间短；
• 可以得到高致密度的材
料；
• 生产效率高；
• 操作简单，自动化程度
高。
发展趋势
• SPS是一种低温、短时的快速烧结法，可用于制备金属、陶瓷、纳
米材料、非晶材料等等，将在无机化合物的合成与新材料的研究与 生产中发挥重要作用；
• SPS的基础理论还有待进一步研究完善，反应设备向多功能、高脉
1 高温反应设备
• 电阻炉 • 感应炉 • 电弧炉 • 放电等离子烧结炉（ Spark Plasma Sintering ）
1.1 电阻炉
• 简介：最常见的加热设备。具有结构简单，使用方便，
温度精确可控等优点。
• 工作原理：利用发热体加热。 • 电阻材料：石墨，金属，氧化物，等等。
各种电阻材料及其最高工作温度
• 以超细SiC的烧结为例：
相对密度 / ％
显微韦氏硬度 / GPa.mm-2
断裂韧性 / MPa.m1/2
热压烧结
92 – 93 23.0 – 29.0
3.2 – 4.2
SPS烧结
99 28.6
4.7
梯度功能材料的制备
• 梯度功能材料：组份沿梯度变化。
• 难点：由于不同组份的烧结温度不同，利用传统方法难
1930——1965——1988——1990
• 工作原理：利用脉冲大电流直接施加于石墨模具和样品，
产生体加热，实现样品的快速升温。同时，脉冲电流引起的 颗粒间放电效应，净化颗粒表面，实现快速烧结。
等离子体的获得方式
物质状态
固态
液态
气态 获得方式
等离子态
加热 放电 光激励
直流放电 射频放电 微波放电
区间工作；
4.Fra Baidu bibliotek耐冲击、耐震动性好。
几种热电偶材料及其工作温度
2.3 光学高温计
• 工作原理：利用受热物体的单波辐射强度（即物体的单色亮度）随
温度升高而增加的特性进行高温测量。
光学高温计的特点
1. 使用方便，测量迅速； 2. 工作范围宽，可以测定700 – 6000℃的高温； 3. 测量精度高，误差可在±10℃以内。 4. 无需与被测物质接触，适用于热电偶不能或不方
冲容量发展，适应形状复杂、高性能的产品和三维梯度功能材料的 生产要求；
• 开发强度更高、重复使用率更好的模具材料，提高模具的承载能力
并降低模具费用；
• 针对不同材料体系，寻找确定反应规律，更好的控制产品质量。
测温仪表
2 温度测试设备
接触式 非接触式
膨胀式温度计
液体膨胀式 固体膨胀式
压力式温度计
液体型 气体型 蒸汽型
SPS技术的应用
• 纳米材料；
• 磁性材料；
• 梯度功能材料；
• 大块非晶合金材料；
• 先进陶瓷材料；
• 其他材料。
纳米材料的制备
• 纳米材料制备存在的问题：利用传统的方法，如热压、热等静压烧结等
等，难以在保证晶粒尺寸为纳米级别的同时达到完全致密化。
• SPS技术：在有效阻止晶粒长大的同时达到完全致密化。
2.2 热电偶
• 工作原理：由两种不同的均质导体形成回路，用于直接测量的一端
称为测量端，接线的一端称为参比端。当两端存在温差时，就会在回 路中产生热电流（Seebeck效应），同时两端之间存在热电势。该热电 势的大小只与热电偶导体材质和两端之间的温差有关。因此可以用于 测定温度。
热电偶的特点
1. 体积小，重量轻，结构简单，使用方便； 2. 热响应快； 3. 适用温度范围广，可在室温至2000℃甚至3000℃
以一次烧成；利用CVD、PVD等方法，成本昂贵，难以 实现工业化生产。
• SPS技术：以较低的成本实现一次烧成。
梯度功能材料的SPS烧结
PSZ / Ti梯度材料
非晶合金材料的制备
• 非晶合金材料的制备关键：针对合金成分，选择适
当的条件，保证合金具有极低的非晶形成临界冷却速度， 提高形成非晶的能力。
• SPS技术：利用脉冲过程中晶内快速冷却的特点制备非
晶合金材料。
SPS技术制备其他材料
• 先进陶瓷材料：追求晶粒细化和显微结构高致密化； • 磁性材料：追求晶粒细化； • 热电材料：追求成分梯度化； • 铁电材料：追求晶粒细化和显微结构高致密化。
SPS技术的优势
• 加热均匀，升温速度快； • 产物显微组织细小均匀，
SPS装置
• 轴向压力装置； • 水冷冲头电极； • 真空腔体； • 气氛控制系统（真空，氩气）； • 直流脉冲电源及冷却水； • 监测控制系统。
SPS内部装置示意图
1-电极 2-冲头 3-模腔 4-样品粉末
脉冲放电的作用效果
脉冲电压
现象
开
产生放电等离子
蒸发、熔化、纯化
产生放电冲击压力
局部应力和喷发
1 高温还原反应
• 定义：在高温下通过还原剂将反应物还原以获得所希望
的产物。这一材料制备方法适用于几乎所有的金属材料 和许多非金属材料。根据常用的反应体系可以分为：
1. 碳热还原法； 2. 氢还原法； 3. 金属还原法。
△Gfθ – T图的应用
△Gfθ – T图的应用
• 根否等据发等热生。力反学应基 ，本 反原 应理 类， 型判 ，定 反反 应应 进物 行体 的系 程在 度某，种反条应件的下特能点
便使用的场合。
3 高温合成反应的类型
• 高温固相反应；
• 高温相变反应；
• 高温固－气反应；
• 高温熔盐电解；
• 高温化学转移反应； • 高温熔炼和合金制备；
• 等离子体激光、聚焦等
作用下的超高温合成；
• 高温下单晶生长和区域
熔融提纯。
第一章 高温合成
1. 高温还原反应； 2. 化学转移反应； 3. 高温固相反应； 4. 稀土复合氧化物的高温合成。
= △Gf,
TiO2
TiN
+
2
△Gf,CO
-
3. TiN + C = TiC + ½ N2
•
△△GG4f,
= △Gf,
TiO2
Ti(C1-xNx)
+
2
△Gf,CO
-
(1) (3)
(2)
Ti(C,N)纳米颗粒
1.2 氢还原法
• 反应方程式：
1
x
MxOy(s) H 2(g) M (s) H 2O(g)
简易感应炉
工业用感应炉
感应炉 VS 电阻炉
• 感应炉：
• 电阻炉：
1. 最高使用温度2500℃；
2.
炉膛寿命长，基本不需要维 护；
1. 最高使用温度1800 – 2000℃；
2.
需要经常更换发热体和电接 头部分；
3.
发热体与外界不接触，炉膛 结构密实，保温性能好；
4. 节能。
3.
发热体与外界有接触，炉膛 保温性能相对较差；
发热体
镍铬丝 硅碳棒 铂丝 铂铑合金 钼丝 硅钼棒 钨丝
最高温度 / ℃
1060 1400 1400 1540 1650 1700 1700
发热体
ThO2 / CeO2 ThO2 / La2O3
钽丝 ZrO2 碳管 石墨棒 钨管
最高温度 / ℃
1850 1950 2000 2400 2500 2500 3000
1. 对于金属的氧化反应：
金属（s）+ O2（g）＝ 氧化物（s）
• 根据△G ＝ △H – T·△S：△S < 0，斜率为正。
2. 对于碳的氧化反应：
• 斜率：
2 C + O2 ＝ 2 CO C + O2 ＝ CO2
1.1 碳热还原法
• 由 △△ GfθG随fθ温– 度T图升可高以而看逐到渐，降碳低氧；化生成CO的反应，
产生焦耳热
局部高温
电场作用
高速等离子迁移
脉冲电流和电压
关
热扩散
热由高温点转移
效果 表面活化 高速扩散 高速材料转移 有效加热 塑性变形提高
高密度能量供应 放电点的弥散运动
晶内快速冷却
晶内快速冷却
技术优势 低温、短时烧结
烧结难熔材料 （不需催化剂） 连接不相容材料
短时烧结 短时均匀烧结
烧结非晶材料 烧结纳米材料
电阻炉图片
1.2 感应炉
• 简介：也称高频感应加热设备，主要用于金属、导电材
料的热处理、粉末热压烧结和真空熔炼等。具有升温速 度快，操作方便、清洁等优点，并且可准确控制实现局 部加热。
• 工作原理：以交流线圈为加热部件，将被加热的导体
置于线圈内。在线圈上通以交流电，在被加热的导体内 产生感应电流——涡流。由于交流电方向变化导致涡流 方向变化，电能转化为热能，实现被加热导体的迅速升 温。
4. 能耗较大。
应用范围
• 金属表面热处理； • 锻造/轧制毛坯加热；
• 感应焊接； • 铸造熔炼；
• 金属材料空中悬浮熔
炼；
• 复合材料加热。
1.3 电弧炉
• 简介：一般用于金属冶炼、磨具磨料工业。目前也用于大块非晶
材料的制备。其优点是熔化固体炉料的能力强，具有大吨位生产的 能力。缺点是耗电量大，不利于电网容量小的国家和地区推广。
热电阻温度计
铂电阻 铜电阻 特殊电阻 半导体热敏电阻
铂铑－铂
热电偶
镍铬－镍硅（镍铝） 镍铬－康铜
辐射高温计
特殊热电偶
比色高温计
光学高温计（亮度高温计）
2.1 温标的建立与发展
• 在陶高土温制测作量的方熔面锥，在古高代温人下们的在弯烧曲窑程和度冶判炼定时温通度过；观察火焰和被加热物体的颜色判断温度，利用 • 1点71241年2度，，德间国隔物1理80度学）家；华伦海特（Daniel Gabriel Fahrenheit ），华氏水银温度计（冰点32度，沸 • 1隔741200–度17）45；年，瑞典的摄耳修斯（Celsius）、林奈，摄氏水银温度计（冰点0度，沸点100度，间 • 1802年，气体温度计； • 1随82后1年出，现德热国电的偶塞温贝度克计（和S热ee电be阻ck温）度发计现热电效应，英国的戴维尔发现电阻随温度变化的规律， • 20世纪初，出现辐射温度计和光学高温计； • 各种现代测温仪，如热像仪，激光测温仪等等。
1.4 放电等离子烧结炉（SPS）
• 简介：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）。是九十年代 兴起的一种高温制备新技术，具有快速、低温、节能、环保 等特点。
低温烧结
反应机理
• 颗粒间放电说：颗粒间放电激发等离子体，可以解释
导电性材料的反应，无法解释非导电性材料的反应；
• 放电——热传导说：导电性材料中存在放电效应与热
效应，非导电性材料的反应源于模具的热传导，无法解 释与其他方法的区别；
• 诱导电磁波说：导体、非导体在反应过程中都出现诱
导电磁波，未能给出诱导电磁波的产生机制。