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SPS放电等离子烧结这几年在实验室和新材料研发里用得越来越多。它把粉末装在石墨模具里，一边抽真空一边加压力，同时通脉冲大电流直接加热模具和样品，升温速度能到每分钟上百度，几分钟就能烧一炉。这种快热快烧的特点，正好能抑制晶粒长大，做纳米材料、介稳材料和梯度材料时特别吃香。但SPS设备操作和普通热压炉不太一样，装样、抽真空、加脉冲电流这几步都有讲究，新人上手容易在细节上出问题。下面按一炉料的实际操作顺序，把石墨模具装样、真空抽气和脉冲电流加压烧结这几个关键环节讲一讲。
一、装样和石墨模具怎么准备
SPS用的是石墨模具，因为石墨导电、耐高温，又能承受脉冲大电流。装样前先把模具、模冲和垫片用砂纸或喷砂清理干净，把上一炉残留的粉末和黏附物去掉，否则会混进下一炉样品里。模具内壁可以薄薄涂一层石墨纸或喷一层脱模剂，方便烧完脱模。
称好的粉末倒进球墨模具型腔里，轻轻振动让粉末铺平，再把下模冲放进去。装粉量要根据目标样品的直径和厚度估算，粉末太满，加压时模冲出不了足够行程；太少，样品压出来太薄。装好粉的模具放到上下电极柱之间，对中放正，让模具轴线和电极轴线重合，否则加压时会偏载，模具容易裂。模具外面通常缠一层碳毡保温，减少径向散热，让样品轴向温度更均匀。一切摆好后，先手动轻压一下，确认模具和电极接触平稳，再把炉门关上。
二、抽真空和加压准备
炉门关好后开始抽真空。先开机械泵抽低真空，真空度下来之后再视需要开扩散泵或分子泵抽到高真空。抽真空的目的是把炉腔里的空气抽走，防止高温下石墨模具和样品氧化。一般抽到几帕甚至更高真空就可以开始升温。对某些需要气氛的样品，也可以在抽完真空后充入氩气保护，维持微正压。
真空抽到要求之后，启动油压系统加压。SPS的压力一般在几十兆帕以内，按样品材料设定。加压要分两步：先轻压到一个预压值，把粉末初步压实，让电流能顺利导通；升到烧结温度附近再按程序加到目标压力。压力和温度曲线在程序里一起编好，系统自动执行。压力传感器实时反馈油压，位移传感器记录模冲下行量，也就是样品的收缩量。
三、脉冲电流烧结过程
真空和压力到位后，开始通脉冲大电流。电流不是连续直流，而是成串的脉冲，直接加到上下电极上，经过石墨模具和样品形成回路。脉冲电流一方面靠焦耳热把模具和样品快速加热，另一方面在粉末颗粒之间的微小间隙里产生局部放电，激发等离子体，把颗粒表面活化、净化。 类似工况下，真空热压炉能够提供稳定的作业环境。
随着温度升高，粉末开始收缩，密度上升，位移曲线往下走。烧到设定的烧结温度后保温几分钟到十几分钟，让残余孔隙被挤实。因为升温快、保温短，晶粒来不及长大，最终得到的是细晶致密组织。操作人员在屏幕上盯着温度、压力、位移和电流这几条曲线，看收缩是否按预期进行，如果位移停滞不收缩，说明温度或压力没到位；如果收缩过快，要检查是不是粉末量算错了。到点后切断电流，开始降温，压力一般维持到较低温度再卸，防止样品回弹开裂。
四、降温取样和模具日常维护
SPS降温也快，靠炉腔自然冷却加抽真空，一般等炉温降到一两百度以下才能放空气、开炉门。开模取出样品，用脱模机把样品从模具里顶出来，石墨模具清理干净留着下一炉用。石墨模具有使用寿命，反复加压和高温会让它慢慢变细、开裂，要定期检查壁厚，发现裂纹深到一定程度就换新，别在烧结中途爆模。
日常使用上，电极和模具接触面要保持平整，烧几炉就磨一下，否则接触电阻变大，局部发热严重。真空泵油定期换，真空度上不去多半是油脏了或密封漏。热电偶测点位置也要注意，SPS是体加热，测温点不同读数会差不少，装样时把热电偶对准样品中心附近，温度数据才准。
SPS的操作关键在于把装样、抽真空、加脉冲电流这几步按顺序串好，每一步不到位就急着升温，往往一炉料就废了。
东莞市志远工业设备有限公司做SPS放电等离子烧结系统多年，把装样、抽真空、脉冲加压这套操作流程整理成标准作业指导书，随机配给用户，再配合温控和液压系统的调试，让实验室从第一炉起就能把快速烧结工艺跑顺。 志远工业设备提供真空热压炉、真空烧结炉等设备，配套完善的售后技术支持。