國內外SPS的發(fā)展與應用狀況

1988年日本研制出第yi臺工業(yè)型SPS裝置，并在新材料研究領域內推廣使用。1990年以后，日本推出了可用于工業(yè)生產的SPS第三代產品，具有10～100t 的燒結壓力和脈沖電流5000～8000A。近又研制出壓力達500t，脈沖電流為25000A的大型SPS裝置。由于SPS技術具有快速、低溫、gao效率等優(yōu)點，近幾年國外許多大學和科研機構都相繼配備了SPS燒結系統(tǒng)，并利用SPS進行新材料的研究和開發(fā)[3]。等離子體是物質在高溫或特定激勵下的一種物質狀態(tài)，是除固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)以外，物質的第四種狀態(tài)。1998年瑞典購進SPS燒結系統(tǒng)，對碳化物、氧化物、生物陶瓷等材料進行了較多的研究工作[4]。

國內近三年也開展了用SPS技術制備新材料的研究工作[1,3]，引進了數臺SPS燒結系統(tǒng)，主要用來燒結納米材料和陶瓷材料[5～8]。SPS作為一種材料制備的全新技術，已引起了國內外的廣泛重視。

SPS的燒結原理

SPS的燒結原理

3.1等離子體和等離子加工技術[9，10]

SPS是利用放電等離子體進行燒結的。等離子體是物質在高溫或特定激勵下的一種物質狀態(tài)，是除固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)以外，物質的第四種狀態(tài)。等離子體是電離氣體，由大量正負帶電粒子和中性粒子組成，并表現(xiàn)出集體行為的一種準中性氣體。

等離子體是解離的高溫導電氣體，可提供反應活性高的狀態(tài)。

熱電材料

熱電材料

由于熱點轉換的高可靠性、無污染等特點，近熱電轉換器引起了人們的極大興趣，并研究了許多熱電轉換材料。經文獻檢索發(fā)現(xiàn)，在SPS制備功能材料的研究中，對熱電材料的研究較多。

(1)熱電材料的成分梯度化氏目前提高熱點效率的有效途徑之一。例如，成分梯度的βFeSi2就是一種比較有前途的熱電材料，可用于200～900℃之間進行熱電轉換。

粉末冶金廠家

對于實際生產來說，需要發(fā)展適合SPS技術的粉末材料，也需要研制比目前使用的模具材料（石墨）強度更高、重復使用率更好的新型模具材料，以提高模具的承載能力和降低模具的費用。

在工藝方面，需要建立模具溫度和工件實際溫度的溫差關系，以便更好的控制產品質量。在SPS產品的性能測試方面，需要建立與之相適應的標準以及方法。