燒結，指的是坯體在高溫下致密化過程和現象的總稱，是眾多粉體材料變成制件必不可少的一步，這一步對制件的力學性能、光學性能等都有著不能忽視的影響。對于陶瓷材料等難燒結的材料而言，其動輒便是7、8h的漫長的燒結過程總是讓人“焦慮不已”，對于高校用戶而言大家應該深有體會，為了排隊燒一塊陶瓷，等了好久好久好久，如果燒壞了再來一遍那就更不好意思了。

在眾多陶瓷燒結方法中，有一種叫“高速火花等離子燒結”的燒結方式，燒成一塊陶瓷僅需30分鐘，燒結速度及品質秒殺眾多燒結方法。2019年12月05日，小編帶領粉體圈境外考察團的團友走進了日本ELENIX，近距離感受了一下新材料開發利器“高速火花等離子燒結”的神燒結速度。

團友們正在步行前往坐落于居民區中間的“小作坊”

在ELENIX的工作間，工作人員為我們現場演示了用高速火花放電等離子燒結設備燒結陶瓷的過程（大家腦補一下，為了保護參觀企業隱私，小編此處不爆照了），從裝料--升溫-燒結-降溫-脫模，全程耗時僅需約30min，就把陶瓷粉料（無需添加助劑，直接裝進模具燒結）搞成了陶瓷塊。據工作人員介紹，采用這種方法制備的陶瓷塊，接近于陶瓷的理論密度。

具體為放電等離子燒結SPS為何有這么神速，我們將從其工藝過程說起，等離子燒結工藝簡單點說是這樣的，將金屬、陶瓷等粉末裝入模具內，通過上下模沖及通電電極將燒結電源和壓制壓力施加于燒結粉末。當脈沖電壓直接施加到粉末上時，在粉末顆粒之間的空間中發生微放電（詳見下方示意圖）產生等離子體，高溫等離子的濺射及放電沖擊清除了粉末顆粒表面的雜質和吸附的氣體。與此同時，粒子表面受到熱量和應變能的積累而被激活。接下來，一個特殊的電源在激活粒子接觸的位置產生焦耳熱，導致熱擴散。此時由電壓引起的電擴散并行發生，允許燒結在短時間內完成，范圍從幾十秒到幾分鐘。

放電清潔及活化示意圖

用Ed Pas（參觀企業的設備型號之一）燒成的SiC樣品

除了用于陶瓷燒結以外，Ed Pas還可以用于不同材料的拼接

由于等離子燒結在每分鐘1000~2000℃的快速升溫是可能的，因此可以在短時間內完成碳化物、硼化物、鎢、鉬和其它熔點高的材料的燒結。由于燒結在低溫下在短時間內發生，材料的晶粒還沒來得及胡亂生長，燒結后的制品晶粒均勻，顯微結構致密，因此采用SPS制品的材料除了速度神速，其產品性能也有一些獨到之處。

2019年12月5日，粉體圈考察團在日本“牛作坊”ELENIX

在參觀ELENIX的過程中，小編了解到ELENIX目前的最大型的設備可制取的材料尺寸為200*100mm，目前主要服務于高校及材料研發機構，目前國內已有數所高校使用了他們的產品。除了針對高校的服務，如果有來自產業的批量制作需求，他們也可以與你共同研發，量身定做產品。如果您對相關業務感興趣想要獲得聯系，可以聯系小編為你舉薦哦（小林：17328213296，微信同號）。

作者：粉體圈小白