放電等離子燒結爐是一種利用電磁場產生的等離子體能量對材料進行加熱和燒結的設備。該設備采用高頻放電技術，將氣體轉化為等離子體，在等離子體中產生高能電子，使材料表面和內部發生劇烈碰撞，從而實現快速加熱和燒結。放電等離子燒結爐廣泛應用于材料加工、表面涂層和新材料研發等領域，其特點包括加熱速度快、溫度均勻、能耗低、污染少等。
設備準備與參數設置：
模具與樣品裝填：
使用石墨模具（耐溫≥1600℃），確保粉體均勻填充且密度適中，避免局部堆積導致燒結不均。
模具內徑需匹配樣品尺寸，通常預留5-10%的收縮余量。
工藝參數設定：
溫度：根據材料熔點設定（如金屬材料為熔點的0.5-0.7倍，陶瓷材料可低200-500℃）。
壓力：通常30-50MPa，硬質材料（如碳化硼）需更高壓力。
電流：脈沖電流范圍5000-25000A，需根據材料導電性調整。
時間：保溫時間1-7分鐘，避免晶粒粗化。
燒結過程控制：
升溫階段：
采用階梯式升溫（如600℃以下≤100℃/min，高溫區可達500-1000℃/min）。
脈沖電流通過焦耳熱快速加熱，同時激活電遷移和電塑性效應。
等離子體與致密化：
脈沖電流在顆粒間隙產生局部高溫（可達10000℃），促進表面蒸發和原子擴散。
壓力與電流協同作用，加速孔隙消除，致密度可達98%以上。
冷卻與脫模：
程序降溫（如5-10℃/min），避免熱應力導致樣品開裂。
冷卻至200℃以下方可開模，防止石墨模具氧化。
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