Spark Plasma Sintering of Ceramic Nanocomposites

https://www.youtube.com/watch?v=UlmUYkG_wW4

  В лабораторії реалізована революційна високошвидкісна технологія ущільнення порошкових матеріалів, відома як іскро-плазмове (електророзрядне) спікання (ІПС) – Spark Plasma Sintering (SPS).

    Обладнання:

    Лабораторія оснащена SРS-установкою типу КСЕ®-FCT HP D 25-SD

    Обладнання придбано за міжнародним проектом NATO ISEG.NUKR.SFP 985120 (NATO SPS Grant) «Infrared Transparent Ceramic Windows for High-Speed Vehicles» / «Інфрачервоні прозорі керамічні вікна для швидкісних транспортних засобів».

SРS-установка типу КСЕ®-FCT HP D 25-SD обладнана 25 тонним пресом; вакуумною камерою (з можливістю використання інертного газу). Контроль температури здійснюється за допомогою термопари або пірометра.

1 – нижній пуансон-електрод; 2– вакуумна камера із водяним охолодженням; 3 – порошок; 4 – графітова матриця; 5 – термопара; 6 – верхній пуансон-електрод; 7, 8 – верхній та нижній графітові пуансони.
Принципова схема установки іскро-плазмового (електророзрядного) спікання

       У SPS технології ущільнення порошку використовується імпульсний постійний струм з високим значенням сили струму для швидкого та рівномірного розподілу енергії іскрової плазми між частинками. Система ІПС дозволяє обробляти електропровідні, діелектричні і композитні матеріали до будь-якого ступеня щільності, включаючи ущільнення до безпористого стану, з високою однорідністю структури по об'єму. Дана технологіє є над ефективною при отриманні високощільних наноструктурних матеріалів, оскільки дозволяє проводити нагрів до температури консолідації зі швидкістю до 500 °С/хв.
      Теорія іскро-плазмового спікання (ІПС) заснована на явищі електричного іскрового розряду, коли імпульс струму високої енергії миттєво породжує іскрову плазму при високих локальних температурах (до 10000 °С) між частинками. Вважають, що саме такий процес забезпечує випаровування домішок та оксидних плівок з поверхні частинок, чим значно підвищує швидкість консолідації. Більш того Джоулево тепло, що концентрується на поверхні частинок може викликати пластичну деформацію, яка сприяє досягненню високої щільності.
      Переваги методу іскро-плазмового спікання:
• Рівномірний розподіл температури по об’єму зразку;
• Повна щільність і контрольована пористість;
• Отримання високощільних порошкових композицій з підвищеними фізико-механічними властивостями;
• Попередня формовка та/або використання пластифікатора-зв'язки НЕ потрібні;
• Рівномірне спікання широкого спектру будь яких однорідних і різнорідних матеріалів (металевих, керамічних, композиційних);
• Мінімальне зростання зерен завдяки можливості цілеспрямованого контролю їх швидкості росту;
• Можливість спікання наноматеріалів без істотного зростання зерна;
• Мінімальний вплив на мікроструктуру;
• Зручність використання;
• Короткий час робочого циклу – до 300 сек;
• Випаровування наявних домішок;
• Виготовлення деталі відразу в остаточній формі і отримання профілю, близького до заданого;
• Низькі виробничі витрати.

Пресовий інструмент для  порошкових компактів  /  Вироби від простої форми (з розміром менше 400 мм) до складної геометрії

Контакти:
(044) 204-91-56
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
Кабінет № 017
м. Київ, вул. Політехнічна, 35. Навчальний корпус № 9 КПІ ім. Ігоря Сікорського