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SPS装置和烧结基本原理

SPS装置主要包括以下几个部分：轴向压力装置；水冷冲头电极；真空腔体；气氛控制系统（真空、ya气）；直流脉冲及冷却水、位移测量、温度测量、和安全等控制单元。SPS与热压（HP）有相似之处，但加热方式完全不同，粉末冶金，它是一种利用通-断直流脉冲电流直接通电烧结的加压烧结法。通-断式直流脉冲电流的主要作用是产生放电等离子体、放电冲击压力、焦耳热和电场扩散作用[11]。

在SPS烧结时，虽然所加压力较小，粉末冶金，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。

但是实际上已有成功制备平均粒度为65nm的TiN密实体的实例。在文献[38]中，非晶粉末用SPS烧结制备出20～30nm的Fe90Zr7B3纳米磁性材料。另外，粉末冶金制品，还已发现晶粒随SPS烧结温度变化比较缓慢[7]，因此SPS制备纳米材料的机理和对晶粒长大的影响还需要做进一步的研究。

（1）可以制备非晶、微晶、准晶、纳米晶和超饱和固溶体等一系列非平衡材料，粉末冶金工具配件，这些材料具有优异的电学、磁学、光学和力学性能。

（2）可以容易地实现多种类型的复合，充分发挥各组元材料各自的特性，是一种低成本生产金属基和陶瓷复合材料的工艺技术。

（3）可以生产普通熔炼法无法生产的具有特殊结构和性能的材料和制品，