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sps的燒結(jié)原理
3.1等離子體和等離子加工技術(shù)[9,10]
sps是利用放電等離子體進(jìn)行燒結(jié)的。等離子體是物質(zhì)在高溫或特定激勵(lì)下的一種物質(zhì)狀態(tài),是除固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)以外,物質(zhì)的第四種狀態(tài)。等離子體是電離氣體,由大量正負(fù)帶電粒子和中性粒子組成,并表現(xiàn)出集體行為的一種準(zhǔn)中性氣體。
等離子體是解離的高溫導(dǎo)電氣體,可提供反應(yīng)活性高的狀態(tài)。
用于熱電制冷的傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料不僅強(qiáng)度和耐久性差,而且主要采用單相生長法制備,粉末冶金,生產(chǎn)周期長、成本高。近年來有些廠家為了解決這個(gè)問題,采用燒結(jié)法生產(chǎn)半導(dǎo)體致冷材料,雖-了機(jī)械強(qiáng)度和提高了材料使用率,但是熱電性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到單晶半導(dǎo)體的性能,粉末冶金,現(xiàn)在采用sps生產(chǎn)半導(dǎo)體致冷材料,在幾分鐘內(nèi)就可制備出完整的半導(dǎo)體材料,而晶體生長卻要十幾個(gè)小時(shí)。
1988年日本研制出第yi臺(tái)工業(yè)型sps裝置,并在新材料研究領(lǐng)域內(nèi)推廣使用。1990年以后,粉末冶金齒輪,日本推出了可用于工業(yè)生產(chǎn)的sps第三代產(chǎn)品,具有10~100t 的燒結(jié)壓力和脈沖電流5000~8000a。近又研制出壓力達(dá)500t,脈沖電流為25000a的大型sps裝置。由于sps技術(shù)具有快速、低溫、gao效率等優(yōu)點(diǎn),近幾年國外許多大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)都相繼配備了sps燒結(jié)系統(tǒng),并利用sps進(jìn)行新材料的研究和開發(fā)[3]。1998年瑞典購進(jìn)sps燒結(jié)系統(tǒng),對(duì)碳化物、氧化物、生物陶瓷等材料進(jìn)行了較多的研究工作[4]。
國內(nèi)近三年也開展了用sps技術(shù)制備新材料的研究工作[1,3],引進(jìn)了數(shù)臺(tái)sps燒結(jié)系統(tǒng),主要用來燒結(jié)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(shù),已引起了-的廣泛重視。
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