迷你放電等離子快速燒結(jié)爐技術(shù)方案

                           型號：SPS-5T-30-MIN   

放電等離子燒結(jié)(Spark Plasma Sintering,簡稱SPS)工藝是將金屬等粉末裝入石墨等材質(zhì)制成的模具內(nèi)，利用上、下模沖及通電電極將特定燒結(jié)電源和壓制壓力施加于燒結(jié)粉末，經(jīng)放電活化、熱塑變形和冷卻完成制取高性能材料的一種新的粉末冶金燒結(jié)技術(shù)。放電等離子燒結(jié)具有在加壓過程中燒結(jié)的特點(diǎn)，脈沖電流產(chǎn)生的等離子體及燒結(jié)過程中的加壓有利于降低粉末的燒結(jié)溫度。同時(shí)低電壓、高電流的特征，能使粉末快速燒結(jié)致密。

優(yōu)點(diǎn)：升溫速度快、燒結(jié)時(shí)間短、燒結(jié)溫度低、晶粒均勻、有利于控制燒結(jié)體的細(xì)微結(jié)構(gòu)、獲得材料的致密度高，并且有著操作簡單、再現(xiàn)性高、安全可靠、節(jié)省空間、節(jié)省能源及成本低等

一、設(shè)備用途

     SPS放電等離子熱壓燒結(jié)爐是當(dāng)今世界上***的快速熱壓爐之一。具有燒結(jié)速度快，樣品致密高等優(yōu)點(diǎn)，是燒結(jié)納米相材料，梯度功能材料，熱電材料，介孔納米熱電材料，稀土永磁材料，合金玻璃非平衡態(tài)材料及生物材料*有力的工具。

二、設(shè)備特點(diǎn)

1.更精確的溫度測量： Mini-SPS機(jī)采用美國雷泰進(jìn)口雙色紅外測溫儀，獲得更精確的溫度值，從而制備出滿意的樣品。
2.更低的能耗：SPS采用低電壓大電流加熱，輸電饋電極、輸電纜、模具壓頭等材料和結(jié)構(gòu)的選擇往往決定溫度能耗比，我們Mini-SPS機(jī)采用高強(qiáng)度低電阻饋電極材料，能量聚中的模具壓頭結(jié)構(gòu)，在同等電流下獲得更快的升溫速度。

三、技術(shù)參數(shù)

1、電源功率∶           30KVA

2、輸入電壓∶           三相五線制AC380V/50Hz

3、輸出電流（瞬間）∶   DC 0-3000A

4、輸出電壓（瞬間）∶   DC 0-10 V（矩形波峰值）

5、脈沖參數(shù)：   開通時(shí)間：1-255 ms

關(guān)斷時(shí)間：1-255 ms

脈沖個(gè)數(shù)：1-255 ms

休止時(shí)間：3-255 ms

6、*高溫度∶   2300 ℃（10mm樣品）    2000 ℃（15mm樣品）   1700 ℃（15mm樣品）（受樣品性能、模具尺寸影響）

7、升溫速率：           **500℃/min(受材料性能影響)

8、壓力∶               **5T，起步壓力50KG

9、壓頭直徑∶           ?60mm

10、**位移∶          60-100mm

11、冷態(tài)極限真空度∶    6.67X10E-4 Pa

12、壓力波動(dòng)：         ≤±1KG

13、壓升率：           ≤5Pa/h

14、燒結(jié)樣品：         ?10～20mm(根據(jù)材料電阻決定)

15、爐體采用雙層水冷結(jié)構(gòu)，全不銹鋼材料，內(nèi)部精密拋光，爐門外表精細(xì)拋光處理。爐體側(cè)開門，裝卸模具方便，爐側(cè)安裝有熱電偶一支，爐體上部安裝進(jìn)口雙色紅外儀一套。爐體上、下部安裝有可靠的動(dòng)向軸向密封，動(dòng)密封長期可靠。爐體安裝在可承重桌面上。電動(dòng)缸安裝在爐體下部，上下輸電軸由鉻鋯銅高導(dǎo)電材料制成，通過耐高溫絕緣件實(shí)現(xiàn)與爐體絕緣。

16、脈沖直流電源：脈沖參數(shù)可調(diào)節(jié)。電路模型為整流-濾波-IGBT逆變電路-降壓-全波整流成直流，系統(tǒng)具有故障診斷、保護(hù)功能。

17、控溫方式：鎢錸熱電偶配合進(jìn)口1000℃-3200℃寬量程雙色紅外儀（美國雷泰），測溫更精確。可選配S型熱電偶控溫，升溫速度≤50℃/min，*高溫度≤1500℃。支持PLC自動(dòng)控溫和手動(dòng)（電位器）控溫兩種方式。

19、水路分配系統(tǒng)：采用密閉式，由管道等相關(guān)裝置組成。冷卻水總管進(jìn)入后，經(jīng)過各支管送到爐體、爐蓋、爐底、水冷電極等需要冷卻水的地方，然后匯總到水管排除。冷卻水循環(huán)水管采用耐高溫橡膠管連接。總進(jìn)水管路設(shè)有電接點(diǎn)壓力表，具有斷水聲光報(bào)警自動(dòng)切斷電源功能。每路冷卻水進(jìn)水管都裝有手動(dòng)不銹鋼閥門，可手動(dòng)調(diào)節(jié)水流量大小。（冷水機(jī)用戶自備）

18、真空系統(tǒng)：采用二級泵配置，一臺(tái)每秒8L的直聯(lián)泵和一臺(tái)中科科儀FJ620分子泵（抽速為600L/S），配備氣動(dòng)擋板閥、波紋管和復(fù)合真空計(jì)等組成真空機(jī)組，真空系統(tǒng)安裝C充氣閥、放氣閥、真空壓力表。真空管道與泵之間采用金屬波紋軟管快速接頭聯(lián)接，真空度的測量采用復(fù)合真空計(jì)。

19、控溫系統(tǒng)：全自動(dòng)控制或手動(dòng)控制，電控系統(tǒng)還具有過流、斷水、超溫等聲光報(bào)警和保護(hù)功能。

旋臂上有液晶觸摸屏，急停，控溫電位器。電控系統(tǒng)集中在控制柜中，低壓電器元件采用正泰或ABB品牌。設(shè)置有通風(fēng)系統(tǒng)，確保不會(huì)因?yàn)榄h(huán)境溫度過高而影響柜內(nèi)器件使用。

控制部分以觸摸屏和工控機(jī)電腦為核心，配以空氣開關(guān)、接觸器、繼電器、指示燈等元器件，通過各種傳感器的信號，實(shí)現(xiàn)爐體機(jī)械機(jī)構(gòu)的邏輯控制。對溫度、真空度等進(jìn)行記錄、存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)顯示、設(shè)定工藝曲線，具有多組工藝配方的儲(chǔ)存、調(diào)用功能。全部工況動(dòng)作配有安全聯(lián)鎖保護(hù)，具有超溫?cái)嚯?，停水?dāng)嚯姡ㄍＶ辜訜岬?。設(shè)置必要的聲光報(bào)警及保護(hù)，例如超溫、水壓低、氣壓低等，設(shè)置有應(yīng)急開關(guān)。