富士電波工機株式會社（FDC）放電等離子燒結（SPS）技術的原理與工作機制

更新時間：2026-04-18

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SPS（放電等離子燒結）是一種利用低電壓、脈沖狀大電流通過壓粉體粒子間隙的技術。

核心機制：通過火花放電現(xiàn)象，瞬間在粒子間產生放電等離子體（高溫等離子體），形成數(shù)千至一萬攝氏度的高溫場。
熱能應用：將這種高能等離子體有效地轉化為熱擴散和電場擴散。
工藝優(yōu)勢：相比傳統(tǒng)方法，SPS 可在低 200～500℃ 的溫度下進行（低溫至2000℃以上），且包含升溫與保溫時間在內，通常僅需 5～20分鐘即可完成燒結。

SPS 是一種結合了加壓與燒結的 ON-OFF 直流脈沖通電法，其具體工作機制如下表所示：

機制階段	關鍵現(xiàn)象與作用
初期通電	脈沖放電伴隨放電沖擊壓力和濺射作用，吹走粉體吸附氣體，破壞絕緣氧化膜，實現(xiàn)表面凈化。
粒子接觸	即使無放電，脈沖大電流通過粒子接觸部也會產生急劇的焦耳加熱，導致溶解和高速擴散。
電場作用	電場促使離子高速移動，產生高速擴散效應。
整體過程	電壓電流反復施加，使放電點和發(fā)熱點在壓粉體內移動并分散，實現(xiàn)樣品內的均勻重復效應，從而實現(xiàn)低能耗、高效率燒結。

該技術通過獨特的脈沖電流與壓力協(xié)同作用，不僅大幅縮短了燒結時間，還解決了傳統(tǒng)高溫燒結中晶粒長大的難題，特別適合制備高性能納米材料和非晶材料。