Як важная частка інжынерных і функцыянальных матэрыялаў, перадавыя керамічныя матэрыялы маюць шырокія перспектывы прымянення ў новай энергетыцы, камунікацыйнай электроніцы, паўправадніковай, аэракасмічнай і іншых галінах прамысловасці. Аднак, паколькі керамічны парашок у асноўным з'яўляецца злучэннем іённай або кавалентнай сувязі, традыцыйны працэс спякання для атрымання шчыльнайкерамічныя матэрыялыпатрабуе больш высокай тэмпературы спякання і больш працяглага часу вытрымкі, што непазбежна прыводзіць да укрупнення збожжа і астатку сітаватасці, а затым уплывае на ўласцівасціліццё керамікі пад ціскам. Для таго, каб паменшыцьспяканне металутэмпературы, скараціць час спякання, палепшыць шчыльнасць спякання і ўласцівасці матэрыялу, даследчыкі распрацавалі мноства новых тэхналогій спякання.
Іскравае плазменнае спяканне (SPS)
Тэхналогія SPS - гэта новы тып тэхналогіі хуткага спякання, якая шырока заклапочана і вывучана ў акадэмічным свеце. ФІГ. 1 паказвае прынцып яго працы.
Тэхналогія SPS стала піянерам пры ўвядзенні пастаяннага імпульснага току ўпрацэс спякання. Індэнтар дзейнічае як носьбіт току, які праходзіць праз яго, аказваючы ціск на матэрыял. У адрозненне ад традыцыйных метадаў спякання, якія звычайна выкарыстоўваюць прамяністы нагрэў награвальнага цела, SPS выкарыстоўвае цеплавы эфект моцнага электрычнага току, які праходзіць праз форму або ўзор, каб нагрэць матэрыял. Для ізаляцыйных узораў у якасці матэрыялу формы звычайна выкарыстоўваецца графіт з добрай электраправоднасцю, а цеплыня супраціву формы выкарыстоўваецца для хуткага ўздыму ўзору. Для токаправодных узораў можна выкарыстоўваць ізаляцыйную форму для нагрэву току непасрэдна праз узор. Хуткасць нагрэву можа дасягаць 1000 ℃ / мін. Калі тэмпература ўзору дасягае зададзенага значэння, спяканне можа быць завершана пасля кароткага часу захавання цяпла.
Тэхналогія SPS мае такія перавагі, як нізкая тэмпература спякання, кароткі час вытрымкі, хуткая хуткасць нагрэву, рэгуляваны ціск спякання і шматполевая сувязь (электра-механічная-тэрмічная).
Хуткае спяканне (FS)
Пра тэхналогію FS упершыню паведамлялася ў 2010 годзе Калоннай і іншымі супрацоўнікамі Універсітэта Каларада на аснове вывучэння тэхналогіі спякання металічнага парашка ў палявых умовах (FAST).
Тэхналогія FS у асноўным уключае тры параметры працэсу, а менавіта тэмпературу печы (Tf), інтэнсіўнасць поля (E) і ток (J). Малюнак 3C паказвае тэндэнцыю змены кожнага параметра ў традыцыйным працэсе FS. У гэтым рэжыме да матэрыялу прыкладваецца пастаяннае электрычнае поле, і тэмпература печы павышаецца з пастаяннай хуткасцю. Калі тэмпература печы нізкая, удзельнае супраціўленне матэрыялу высокае, а ток, які праходзіць праз матэрыял, малы. З павышэннем тэмпературы печы ўдзельнае супраціўленне ўзору памяншаецца і ток паступова павялічваецца. Гэтая стадыя называецца стадыяй інкубацыі, і сістэма кантралюецца напругай. Калі тэмпература печы падымаецца да крытычнай тэмпературы, удзельнае супраціўленне матэрыялу раптоўна падае, ток рэзка ўзрастае і ўзнікае FS. Паколькі напружанасць поля ў гэты час усё яшчэ стабільная, магутнасць сістэмы (W = EJ) хутка дасягне ліміту магутнасці крыніцы харчавання, і сістэма пяройдзе з кантролю напружання на кантроль току, што называецца стадыяй FS. Калі ўдзельнае супраціўленне матэрыялу не павышаецца, напружанасць поля зноў стабілізуецца, і спяканне пераходзіць у стабільную стадыю, гэта значыць стадыю ізаляцыі FS. Пасля этапу ізаляцыі завяршаецца поўны працэс FS.
У параўнанні з традыцыйным спяканнем FS мае наступныя перавагі: скарачае час спякання і зніжае тэмпературу ў печы, неабходную для спякання, перашкаджае росту збожжа, можа дасягнуць нераўнаважнага спякання, простае абсталяванне, нізкі кошт.
Час публікацыі: 7 чэрвеня 2022 г