放电等离子烧结技术在陶瓷材料制备中的应用

熊　焰，刘　冲湖北工业大学材料科学与工程学院，武汉430068

放电等离子烧结技术在陶瓷材料制备中的应用

熊焰，刘冲
湖北工业大学材料科学与工程学院，武汉430068

放电等离子烧结 （SPS） 作为一种先进的材料制备技术，与传统烧结方法相比，在材料制备效率及所制备的材料的性能方面都有明显的提高，因而引起了世界范围的关注与深入研究。基于相关文献报道，本文针对SPS技术在陶瓷材料中应用中的若干基础问题进行了评述，分别就陶瓷SPS过程中的等离子放电现象、温度与温度场分布、电流电场的促进作用、升温制度选择与设置、压力的作用与使用、模具的设计与开发等控制参数对材料烧结行为、微观结构与宏观性能的影响进行了讨论，并简要介绍了纳米陶瓷SPS过程中微观结构自发均匀化现象。

放电等离子烧结；工艺参数；密实化机理；微观结构均匀化

上世纪90年代日本住友石炭矿业公司 （Sumitomo Coal Mining Ltd. Co.， SCM，现已更名为SPS SYNTEX） 推出Dr. SINTER系列烧结炉，首次实现了放电等离子烧结 （Spark Plasma Sintering， SPS）技术的商业化。这一技术一经公开就立即引起了材料科学与工程界的极大兴趣，并首先在金属粉末冶金领域得到迅速推广。与传统的粉末冶金技术相比，SPS能够在更低的温度实现材料的快速密实化。例如，超细金属Ni粉的密实化采用传统热压 （Hot Press， HP） 烧结技术在700ºC保温150 min后，烧结体的相对密度约为95%；而采用SPS技术达到相同的密度只需要在500ºC相同压力下保温1 min［1］，不仅能耗大幅降低，而且制备效率得到大幅提升。……