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富士電波工機(jī)株式會(huì)社（FDC）放電等離子燒結(jié)（SPS）技術(shù)的原理與工作機(jī)制

更新時(shí)間：2026-04-18

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SPS（放電等離子燒結(jié)）是一種利用低電壓、脈沖狀大電流通過壓粉體粒子間隙的技術(shù)。

核心機(jī)制：通過火花放電現(xiàn)象，瞬間在粒子間產(chǎn)生放電等離子體（高溫等離子體），形成數(shù)千至一萬攝氏度的高溫場(chǎng)。
熱能應(yīng)用：將這種高能等離子體有效地轉(zhuǎn)化為熱擴(kuò)散和電場(chǎng)擴(kuò)散。
工藝優(yōu)勢(shì)：相比傳統(tǒng)方法，SPS 可在低 200～500℃ 的溫度下進(jìn)行（低溫至2000℃以上），且包含升溫與保溫時(shí)間在內(nèi)，通常僅需 5～20分鐘即可完成燒結(jié)。

SPS 是一種結(jié)合了加壓與燒結(jié)的 ON-OFF 直流脈沖通電法，其具體工作機(jī)制如下表所示：

機(jī)制階段	關(guān)鍵現(xiàn)象與作用
初期通電	脈沖放電伴隨放電沖擊壓力和濺射作用，吹走粉體吸附氣體，破壞絕緣氧化膜，實(shí)現(xiàn)表面凈化。
粒子接觸	即使無放電，脈沖大電流通過粒子接觸部也會(huì)產(chǎn)生急劇的焦耳加熱，導(dǎo)致溶解和高速擴(kuò)散。
電場(chǎng)作用	電場(chǎng)促使離子高速移動(dòng)，產(chǎn)生高速擴(kuò)散效應(yīng)。
整體過程	電壓電流反復(fù)施加，使放電點(diǎn)和發(fā)熱點(diǎn)在壓粉體內(nèi)移動(dòng)并分散，實(shí)現(xiàn)樣品內(nèi)的均勻重復(fù)效應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)低能耗、高效率燒結(jié)。

該技術(shù)通過獨(dú)特的脈沖電流與壓力協(xié)同作用，不僅大幅縮短了燒結(jié)時(shí)間，還解決了傳統(tǒng)高溫?zé)Y(jié)中晶粒長大的難題，特別適合制備高性能納米材料和非晶材料。

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