SPS的烧结原理
3.1等离子体和等离子加工技术[9,10]
SPS是利用放电等离子体进行烧结的。等离子体是物质在高温或特定激励下的一种物质状态,是除固态、液态和气态以外,物质的第四种状态。等离子体是电离气体,由大量正负带电粒子和中性粒子组成,并表现出集体行为的一种准中性气体。
等离子体是解离的高温导电气体,可提供反应活性高的状态。
加工粉末冶金SPS烧结时脉冲电流通过粉末颗粒如图2所示。在SPS烧结过程中,电极通入直流脉冲电流时瞬间产生的放电等离子体,使烧结体内部各个颗粒均匀的自身产生焦耳热并使颗粒表面活化。根据中国粉末冶金协会的统计,以34家粉末冶金企业产量为基数,2009/2010/2011车用粉末冶金的单车用量分别为3。与自身加热反应合成法(SHS)和微波烧结法类似,SPS是有效利用粉末内部的自身发热作用而进行烧结的。SPS烧结过程可以看作是颗粒放电、导电加热和加压综合作用的结果。
热电材料热电材料
由于热点转换的高可靠性、无污染等特点,近热电转换器引起了人们的极大兴趣,并研究了许多热电转换材料。经文献检索发现,在SPS制备功能材料的研究中,对热电材料的研究较多。
(1)热电材料的成分梯度化氏目前提高热点效率的有效途径之一。例如,成分梯度的βFeSi2就是一种比较有前途的热电材料,可用于200~900℃之间进行热电转换。
加工粉末冶金SPS制备半导体热电材料的优点是,可直接加工成圆片,不需要单向生长法那样的切割加工,节约了材料,提高了生产效率。
热压和冷压-烧结的半导体性能低于晶体生长法制备的性能。现用于热电致冷的半导体材料的主要成分是Bi,Sb,Te和Se,目前的Z值为3.0×10/K,而用SPS制备的热电半导体的Z值已达到2.9~3.0×10/K,几乎等于单晶半导体的性能[30]。高温等离子的溅射和放电冲击清除了粉末颗粒表面杂质(如去处表面氧化物等)和吸附的气体。表2是SPS和其他方法生产BiTe材料的比较。
以上信息由专业从事加工粉末冶金的山东金聚粉末冶金于2024/3/29 7:12:09发布
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