Uzlabotiem keramikas materiāliem, kas ir svarīga inženiertehnisko materiālu un funkcionālo materiālu sastāvdaļa, ir plašas pielietojuma perspektīvas jaunās enerģijas, sakaru elektronikas, pusvadītāju, kosmosa un citās rūpniecības jomās. Tomēr, tā kā keramikas pulveris galvenokārt ir jonu vai kovalentās saites savienojums, tradicionālais saķepināšanas process, lai sagatavotu blīvu.keramikas materiālinepieciešama augstāka saķepināšanas temperatūra un ilgāks turēšanas laiks, kas neizbēgami noved pie graudu rupjības un porainības, un pēc tam ietekmē graudu īpašībaskeramikas iesmidzināšana. Lai samazinātumetāla saķepināšanatemperatūru, saīsina saķepināšanas laiku, uzlabo saķepināšanas blīvumu un materiāla īpašības, pētnieki ir izstrādājuši dažādas jaunas saķepināšanas tehnoloģijas.
Dzirksteles plazmas saķepināšana (SPS)
SPS tehnoloģija ir jauna veida ātrās saķepināšanas tehnoloģija, kas ir plaši aplūkota un pētīta akadēmiskajā pasaulē. Zīm. 1 parāda tā darbības principu.
SPS tehnoloģija bija pionieris līdzstrāvas impulsa strāvas ieviešanāsaķepināšanas process. Indenter darbojas kā nesējs, lai strāva izietu cauri, vienlaikus izdarot spiedienu uz materiālu. Atšķirībā no tradicionālajām saķepināšanas metodēm, kurās parasti tiek izmantota sildīšanas korpusa izstarojuma sildīšana, SPS materiāla sildīšanai izmanto lielas elektriskās strāvas termisko efektu, kas iet caur veidni vai vadošu paraugu. Izolācijas paraugiem kā veidnes materiāls parasti tiek izmantots grafīts ar labu elektrovadītspēju, un veidnes pretestības siltums tiek izmantots, lai paraugs strauji paceltos. Vadošiem paraugiem var izmantot izolācijas veidni, lai uzsildītu strāvu tieši caur paraugu. Sildīšanas ātrums var sasniegt 1000 ℃ / min. Kad parauga temperatūra sasniedz iestatīto vērtību, saķepināšanu var pabeigt pēc īslaicīgas siltuma saglabāšanas.
SPS tehnoloģijai ir tādas priekšrocības kā zema saķepināšanas temperatūra, īss turēšanas laiks, ātrs sildīšanas ātrums, regulējams saķepināšanas spiediens un daudzlauku savienojums (elektriskā-mehāniskā-termiskā).
Flash saķepināšana (FS)
Pirmo reizi par FS tehnoloģiju 2010. gadā ziņoja Cologna et al no Kolorādo universitātes, pamatojoties uz pētījumu par metāla pulvera saķepināšanas tehnoloģiju (FAST).
FS tehnoloģija galvenokārt ietver trīs procesa parametrus, proti, krāsns temperatūru (Tf), lauka intensitāti (E) un strāvu (J). 3C attēlā parādīta katra parametra variācijas tendence tradicionālajā FS procesā. Šajā režīmā materiālam tiek piemērots vienmērīgs elektriskais lauks, un krāsns temperatūra paaugstinās nemainīgā ātrumā. Kad krāsns temperatūra ir zema, materiāla pretestība ir augsta un caur materiālu plūstošā strāva ir maza. Palielinoties krāsns temperatūrai, parauga pretestība samazinās un strāva pakāpeniski palielinās. Šo posmu sauc par inkubācijas posmu, un sistēma tiek kontrolēta ar spriegumu. Kad krāsns temperatūra paaugstinās līdz kritiskajai temperatūrai, materiāla pretestība pēkšņi samazinās, strāva strauji palielinās un rodas FS. Tā kā lauka stiprums šajā laikā joprojām ir stabils, sistēmas jauda (W = EJ) ātri sasniegs barošanas avota jaudas robežu, un sistēma pārslēgsies no sprieguma kontroles uz strāvas vadību, ko sauc par FS stadiju. Kad materiāla pretestība nepalielinās, lauka intensitāte atkal stabilizējas, un saķepināšana nonāk stabilā stadijā, tas ir, FS izolācijas stadijā. Pēc izolācijas posma beidzas pilnīgs FS process.
Salīdzinot ar tradicionālo saķepināšanu, FS ir šādas priekšrocības: saīsina saķepināšanas laiku un samazina saķepināšanai nepieciešamo krāsns temperatūru, kavē graudu augšanu, var panākt nelīdzsvarotu saķepināšanu, vienkārša iekārta, zemas izmaksas.
Publicēšanas laiks: 07.07.2022