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等離子燒結(jié)爐的“等離子”你如何理解?

時間:2020-06-15 點擊:1860次

   等離子燒結(jié)爐的放電等離子燒結(jié)(SPS)技術(shù)是制備功能材料的一種全新技術(shù),它具有升溫速度快、燒結(jié)時間短、組織結(jié)構(gòu)可控、節(jié)能環(huán)保等鮮明特點,可用來制備金屬材料、陶瓷材料、復(fù)合材料,也可用來制備納米塊體材料、非晶塊體材料、梯度材料等。

  等離子體是宇宙中物質(zhì)存在的一種狀態(tài),是除固、液、氣三態(tài)外物質(zhì)的第四種狀態(tài)。所謂等離子體就是指電離程度較高、電離電荷相反、數(shù)量相等的氣體,通常是由電子、離子、原子或自由基等粒子組成的集合體。
  等離子體一般分兩類:
  一類是高溫等離子體或稱熱等離子體(亦稱高壓平衡等離子體),此類等離子體中,粒子的激發(fā)或是電離主要是通過碰撞實現(xiàn),當(dāng)壓力大于1.33×104Pa時,由于氣體密度較大,電子撞擊氣體分子,電子的能量被氣體吸收,電子溫度和氣體溫度幾乎相等,即處于熱力學(xué)平衡狀態(tài)。
  另一類是低溫等離子體(亦稱冷等離子體),在低壓下產(chǎn)生,壓力小于1.33×104Pa時,氣體被撞擊的幾率減少,氣體吸收電子的能量減少,造成電子溫度和氣體溫度分離,電子溫度比較高(104K)而氣體的溫度相對比較低(102-103K),即電子與氣體處于非平衡狀態(tài)。氣體壓力越小,電子和氣體的溫差就越大。
  放電等離子體燒結(jié)技術(shù)由于強脈沖電流加在粉末顆粒間,因此可產(chǎn)生諸多有利于快速燒結(jié)的效應(yīng)。其相比常規(guī)燒結(jié)技術(shù),放電等離子體燒結(jié)融等離子活化、熱壓、電阻加熱為一體,升溫速度快、燒結(jié)時間短、燒結(jié)溫度低、晶粒均勻、有利于控制燒結(jié)體的細(xì)微結(jié)構(gòu)、獲得材料的致密度高,并且有著操作簡單、再現(xiàn)性高、安全可靠、節(jié)省空間、節(jié)省能源及成本低等優(yōu)點。

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