山東粉末冶金注射成型規格齊全【山東金聚粉末冶金】

國內外SPS的發展與應用狀況

國內外SPS的發展與應用狀況

SPS技術是在粉末顆粒間直接通入脈沖電流進行加熱燒結，因此在有的文獻上也被稱為等離子活化燒結或等離子輔助燒結（plasmaactivatedsintering-PAS或plasma-assistedsintering-PAS）[1,2]。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。早在1930年，美國科學家就提出了脈沖電流燒結原理，但是直到1965年，脈沖電流燒結技術才在美、日等國得到應用。日本獲得了SPS技術的專利，但當時未能解決該技術存在的生產效率低等問題，因此SPS技術沒有得到推廣應用。

SPS在材料制備中的應用

SPS在材料制備中的應用

目前在國外，尤其是日本開展了較多用SPS制備新材料的研究，部分產品已投入生產。SPS可加工的材料種類如表1所示。除了制備材料外，SPS還可進行材料連接，如連接MoSi2與石磨[14]，ZrO2/Cermet/Ni等[15]。

近幾年，國內外用SPS制備新材料的研究主要集中在：陶瓷、金屬陶瓷、金屬間化合物，復合材料和功能材料等方面。對SPS制備非晶合金、形狀記憶合金[21]、金剛石等也作了嘗試，取得了較好的結果。其中研究多的是功能材料，他包括熱電材料[16] 、磁性材料[17] 、功能梯度材料[18] 、復合功能材料[19]和納米功能材料[20]等。對SPS制備非晶合金、形狀記憶合金[21] 、金剛石等也作了嘗試，取得了較好的結果。

粉末冶金注射成型

利用類似于SHS電場ji活作用的SPS技術，對陶瓷、復合材料和梯度材料的合成和致密化同時進行，可得到65nm的納米晶，比SHS少了一道致密化工序[22]。另外，部分用傳統鑄造方法和機械加工方法無法制備的材料和復雜零件也可用粉末冶金技術制造，因而備受工業界的重視。利用SPS可制備大尺寸的FGM，目前SPS制備的尺寸較大的FGM體系是ZrO2(3Y)/不銹鋼圓盤，尺寸已達到100mm×17mm[23]。

用普通燒結和熱壓WC粉末時必須加入添加劑，而SPS使燒結純WC成為可能。另外，還已發現晶粒隨SPS燒結溫度變化比較緩慢[7]，因此SPS制備納米材料的機理和對晶粒長大的影響還需要做進一步的研究。用SPS制備的WC/Mo梯度材料的維氏硬度（HV）和斷裂韌度分別達到了24Gpa和6Mpa·m1/2,大大減輕由于WC和Mo的熱膨脹不匹配而導致熱應力引起的開裂[24]。

SPS制備半導體熱電材料的優點是，可直接加工成圓片，不需要單向生長法那樣的切割加工，節約了材料，提高了生產效率。

熱壓和冷壓-燒結的半導體性能低于晶體生長法制備的性能。粉末冶金注射成型在燒結過程中粉末顆粒間通過擴散、再結晶、熔焊、化合、溶解等一系列的物理化學過程，成為具有一定孔隙度的冶金產品。現用于熱電致冷的半導體材料的主要成分是Bi,Sb,Te和Se，目前的Z值為3.0×10/K，而用SPS制備的熱電半導體的Z值已達到2.9～3.0×10/K，幾乎等于單晶半導體的性能[30]。表2是SPS和其他方法生產BiTe材料的比較。