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      SPS等離子燒結爐直流開關脈沖電流的作用

      時間:2022-07-12點擊次數(shù):3690
       SPS等離子燒結爐直流開關脈沖電流的作用 :
          *,由于脈沖放電產(chǎn)生的放電沖擊波以及電子、離子在電場中反方向的高速流動,可使粉末吸附的氣體逸散,粉末表面的起始氧化膜在一定程度上被擊穿,使粉末得以凈化、活化;
          第二,由于脈沖是瞬間、斷續(xù)、高頻率發(fā)生,在粉末顆粒未接觸部位產(chǎn)生的放電熱,以及粉末顆粒接觸部位產(chǎn)生的焦耳熱,都大大促進了粉末顆粒原子的擴散,其擴散系數(shù)比通常熱壓條件下的要大得多,從而達到粉末燒結的快速化;
          第三,ON- OFF快速脈沖的加入,使粉末內(nèi)的放電部位及焦耳發(fā)熱部件,都會快速移動,使粉末的燒結能夠均勻化。使脈沖集中在晶粒結合處是SPS過程的一個特點。
          過程中,顆粒之間放電時,會瞬時產(chǎn)生高達幾千度至1萬度的局部高溫,在顆粒表面引起蒸發(fā)和熔化,在顆粒接觸點形成頸部,由于熱量立即從發(fā)熱中心傳遞到顆粒表面和向四周擴散,頸部快速冷卻而使蒸汽壓低于其他部位。
          氣相物質(zhì)凝聚在頸部形成高于普通燒結方法的蒸發(fā)-凝固傳遞是SPS過程的另一個重要特點。 晶粒受脈沖電流加熱和垂直單向壓力的作用,體擴散、晶界擴散都得到加強,加速了燒結致密化過程,因此用較低的溫度和比較短的時間可得到高質(zhì)量的燒結體。SPS等離子燒結爐過程可以看作是顆粒放電、導電加熱和加壓綜合作用的結果。S. W. Wang和L. D.Chen等人分別對導電Cu粉和非導電Al2O3粉進行SPS燒結研究,認為導電材料和非導電材料存在不同的燒結機理,導電粉體中存在焦耳熱效應和脈沖放電效應,而非導電粉體的燒結,主要源于模具的熱傳導。
          SPS等離子燒結爐的中間過程和現(xiàn)象十分復雜,許多科學家們對SPS的燒結過程建立了模型。對SPS過程中的電流和溫度的分布進行了模擬,認為溫度的分布和電流的分布緊密相關。

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