致密纳米材料的制备越来越受到重视。利用传统的热压烧结和热等静压烧结等方法来制备纳米材料时,很难保证能同时达到纳米尺寸的晶粒和完全致密的要求。利用SPS技术,由于加热速度快,烧结时间短,可显著抑制晶粒粗化。在SPS烧结时,虽然所加压力较小,但是除了压力的作用会导致活化能力Q降低外,由于存在放电的作用,也会使晶粒得到活化而使Q值进一步减小,从而会促进晶粒长大,因此从这方面来说,用SPS烧结制备纳米材料有一定的困难。例如:用平均粒度为5μm的TiN粉经SPS烧结(1963K,196~382MPa,烧结5min),可得到平均晶粒65nm的TiN密实体[3]。文献[3]中引用有关实例说明了SPS烧结中晶粒长大受到极大限度的抑制,所制得烧结体无疏松和明显的晶粒长大。
铁基粉末冶金放电等离子烧结(SPS)是一种低温、短时的快速烧结法,可用来制备金属、陶瓷、纳米材料、非晶材料、复合材料、梯度材料等。SPS的推广应用将在新材料的研究和生产领域中发挥重要作用。
SPS的基础理论目前尚不完全清楚,需要进行大量实践与理论研究来完善,SPS需要增加设备的多功能性和脉冲电流的容量,以便做尺寸更大的产品;特别需要发展全自动化的SPS生产系统,以满足复杂形状、的产品和三维梯度功能材料的生产需要[42]。
中国粉末冶金零件及含油轴承总产值超过55亿元,占全球市场比重较小,发展空间也较为广阔。对于多元系的液相烧结,烧结温度一般比其中难熔成分的熔点低,而高于易熔成分的熔点。根据中国机协粉末冶金协会对53家企业统计数据显示,2010年中国粉末冶金零件行业实现主营业务收入48.41亿元,同比增长39.75%;利润总额为3.76亿元,较上年增加了一倍。在产值方面,粉末冶金零件行业实现工业总产值50.57亿元,其中新产品产值6.28亿元,新产品率(新产品产值/工业总产值)为12.37%;