放電等離子燒結(jié)爐是一種利用電磁場產(chǎn)生的等離子體能量對材料進(jìn)行加熱和燒結(jié)的設(shè)備。該設(shè)備采用高頻放電技術(shù)，將氣體轉(zhuǎn)化為等離子體，在等離子體中產(chǎn)生高能電子，使材料表面和內(nèi)部發(fā)生劇烈碰撞，從而實現(xiàn)快速加熱和燒結(jié)。放電等離子燒結(jié)爐廣泛應(yīng)用于材料加工、表面涂層和新材料研發(fā)等領(lǐng)域，其特點包括加熱速度快、溫度均勻、能耗低、污染少等。
設(shè)備準(zhǔn)備與參數(shù)設(shè)置：
模具與樣品裝填：
使用石墨模具（耐溫≥1600℃），確保粉體均勻填充且密度適中，避免局部堆積導(dǎo)致燒結(jié)不均。
模具內(nèi)徑需匹配樣品尺寸，通常預(yù)留5-10%的收縮余量。
工藝參數(shù)設(shè)定：
溫度：根據(jù)材料熔點設(shè)定（如金屬材料為熔點的0.5-0.7倍，陶瓷材料可低200-500℃）。
壓力：通常30-50MPa，硬質(zhì)材料（如碳化硼）需更高壓力。
電流：脈沖電流范圍5000-25000A，需根據(jù)材料導(dǎo)電性調(diào)整。
時間：保溫時間1-7分鐘，避免晶粒粗化。
燒結(jié)過程控制：
升溫階段：
采用階梯式升溫（如600℃以下≤100℃/min，高溫區(qū)可達(dá)500-1000℃/min）。
脈沖電流通過焦耳熱快速加熱，同時激活電遷移和電塑性效應(yīng)。
等離子體與致密化：
脈沖電流在顆粒間隙產(chǎn)生局部高溫（可達(dá)10000℃），促進(jìn)表面蒸發(fā)和原子擴(kuò)散。
壓力與電流協(xié)同作用，加速孔隙消除，致密度可達(dá)98%以上。
冷卻與脫模：
程序降溫（如5-10℃/min），避免熱應(yīng)力導(dǎo)致樣品開裂。
冷卻至200℃以下方可開模，防止石墨模具氧化。
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