SPS等離子燒結爐直流開關脈沖電流的作用

    *，由于脈沖放電產生的放電沖擊波以及電子、離子在電場中反方向的高速流動，可使粉末吸附的氣體逸散，粉末表面的起始氧化膜在一定程度上被擊穿，使粉末得以凈化、活化；

    第二，由于脈沖是瞬間、斷續、高頻率發生，在粉末顆粒未接觸部位產生的放電熱，以及粉末顆粒接觸部位產生的焦耳熱，都大大促進了粉末顆粒原子的擴散，其擴散系數比通常熱壓條件下的要大得多，從而達到粉末燒結的快速化;

    第三，ON- OFF快速脈沖的加入，使粉末內的放電部位及焦耳發熱部件，都會快速移動，使粉末的燒結能夠均勻化。使脈沖集中在晶粒結合處是SPS過程的一個特點。

    過程中，顆粒之間放電時，會瞬時產生高達幾千度至1萬度的局部高溫，在顆粒表面引起蒸發和熔化，在顆粒接觸點形成頸部，由于熱量立即從發熱中心傳遞到顆粒表面和向四周擴散，頸部快速冷卻而使蒸汽壓低于其他部位。

    氣相物質凝聚在頸部形成高于普通燒結方法的蒸發-凝固傳遞是SPS過程的另一個重要特點。 晶粒受脈沖電流加熱和垂直單向壓力的作用，體擴散、晶界擴散都得到加強，加速了燒結致密化過程，因此用較低的溫度和比較短的時間可得到高質量的燒結體。SPS等離子燒結爐過程可以看作是顆粒放電、導電加熱和加壓綜合作用的結果。S. W. Wang和L. D.Chen等人分別對導電Cu粉和非導電Al2O3粉進行SPS燒結研究，認為導電材料和非導電材料存在不同的燒結機理，導電粉體中存在焦耳熱效應和脈沖放電效應，而非導電粉體的燒結，主要源于模具的熱傳導。

    SPS等離子燒結爐的中間過程和現象十分復雜，許多科學家們對SPS的燒結過程建立了模型。對SPS過程中的電流和溫度的分布進行了模擬，認為溫度的分布和電流的分布緊密相關。