Системы искрового плазменного спекания (Spark Plasma Sintering)
Альтернатива горячему прессованию. Спекание происходит за счет пропускания тока через образец. Заказать оборудование для искрового плазменного спекания в компании ТехноИнфо.
Компания GT Advanced Technologies (Thermal Technology) представляет революционную высокоскоростную технологию уплотнения порошковых наноматериалов: искровое плазменное спекание — Spark Plasma Sintering (SPS). Технология основана на применении импульсного постоянного тока с высоким значением силы тока для быстрого и равномерного распределения энергии искровой плазмы между частицами. Установка искрового плазменного спекания SPS позволяет обрабатывать электропроводные, неэлектропроводные и композитные материалы до любой степени плотности, включая полную плотность, с высокой однородностью и особо прочными связями между частицами.
Технология SPS позволяет работать практически все типы порошковых материалов:
- электропроводные;
- неэлектропроводные;
- композитные материалы;
- керамика;
- биоматериалы;
- функционально градиентные материалы.
Система имеет модульную конструкцию и состоит из следующих основных блоков:
- Основной блок спекания (пресс);
- Блок питания и управления (комплектуется внешним трансформатором для преобразования электричества американского стандарта к российскому);
- Гидравлическая станция и вакуумный насос.
- Замкнутая система охлаждения типа вода-вода или вода-воздух;
- Система автоматического управления подачей газа.
Общие:
- Передняя загрузка, прямоугольная камера;
- Внутренние размеры камеры: ширина 12″ (304 мм) x глубина 13.5″ (342 мм) x высота 14″ (355 мм);
- Максимально возможная температура: 2200°C в аргоне, азоте или вакууме (относительно конструкции матрицы, размера образца и первоначальных характеристик материала);
- Предельный уровень вакуума: 10-3 мм. рт. ст. (чистая, пустая, сухая комната и дегазированная камера);
- Используемые технологические газы: аргон или азот 1 фунт/кв. дюйм (2 фунта/кв. дюйм на обратном клапане);
- Мощность пресса:
- 10 тонн общего усилия (серия 10)
- 25 тонн общего усилия (серия 25)
Конкурентные преимущества:
- Дистанционное компьютерное программирование системы с выводом полной графической информации;
- Сбор данных – включено в стандартную комплектацию;
- Технически совершенный, выдающий чистую синусоиду, высокоэффективный источник питания с возможностью регулировки формы силы тока:
- Полностью программируемый, с возможностью внесения изменений частоты в середине процесса;
- Модульный дизайн (система включает в себя несколько блоков питания по 1000 А каждый; при выходе из строя одного из блоков он может быть легко удален, при сохранении работоспособности всей системы).
- Гидравлика с цифровым сервоприводом для ультратонкого контроля усилия во всем диапазоне давлений:
- Точное усилие поддерживается независимо от расширения или уплотнения материала;
- Очень точное минимальное усилие для работы с высокопористыми материалами.
- Фронтальная загрузка:
- Просторная камера;
- Дверца во всю стенку впереди камеры и сзади, открывается наружу для облегчения доступа;
- Рама увеличенной жесткости;
- Малый импеданс для обеспечения чистой волны тока.
- Открытая и гибкая конструкция системы:
- Гидравлический блок и вакуумный пост могут быть расположены сбоку или сзади системы, обеспечивая лучшую гибкость взаимного расположения блоков;
- Простота обслуживания.
Все перечисленные преимущества подкреплены фирменным качеством GT Advanced Technologies (Thermal Technology), надежностью и поддержкой.
Теория искрового плазменного спекания (SPS) основана на явлении электрического искрового разряда, когда импульс тока высокой энергии мгновенно порождает искровую плазму при высоких локальных температурах (до 10 000 °С) между частицами. Энергия искры испаряет загрязняющие вещества и оксиды на поверхности частиц до образования перемычки. Джоулево тепло концентрируется на поверхности частиц, вызывая пластическую деформацию, которая способствует достижения высокой плотности. Искровое плазменное спекание проводится под давлением до 300 тонн в вакууме с возможностью использования инертного газа. Контролирование температуры осуществляется при помощи термопары и пирометра.
Все системы SPS позволяют:
- программировать давление;
- задавать величину напряжения;
- задавать величину тока;
- задавать форму импульса;
- задавать частоту следования импульсов (длительность и промежутки);
- проводить регистрацию данных процесса.
Преимущества технологии SPS:
- Равномерное распределение тепла по образцу;
- Полная плотность и контролируемая пористость;
- Предварительная обработка давлением и связующие материалы не требуются;
- Равномерное спекание однородных и разнородных материалов;
- Удобство использования;
- Короткое время рабочего цикла;
- Выпаривание имеющихся примесей;
- Изготовление детали сразу в окончательной форме и получение профиля, близкого к заданному;
- Минимальный рост зерна;
- Минимальное влияние на микроструктуру;
- Низкие производственные затраты.
Обзорное видео системы 10-3 и 25-10 в лаборатории GT Advanced Technologies (Thermal Technology) в Калифорнии:
SPS 25-10 RUS v02.pdf (Брошюра по системе SPS 25-10)
SPS 10-3 RUS v02.pdf (Брошюра по системе SPS 10-3)