近期，世界上首台最高压力可达250吨的直流型放电等离子烧结炉（DCS系统）落户法国国家航天航空研究中心，将致力于进一步提高材料的烧结效率和质量。
放电等离子烧结技术（SPS）是一种具有升温快、烧结时间短、所制得的材料致密度高、外加压力和烧结气氛可控等特点的材料制备新技术，相对于传统技术，其具有快速、低温、节能、环保等多项优势和特点，并主要利用放电等离子体进行烧结。由于SPS技术是在粉末颗粒间直接通入脉冲电流进行加热烧结，因此在有的文献上也被称为等离子活化烧结或等离子辅助烧结(plasma activated sintering-PAS或plasma-assisted sintering-PAS)。
放电等离子烧结技术原理图
SPS 自诞生以来，很长一段时间内，各大设备厂商均采用脉冲型电流来对样品产生内热，但这种脉冲电源系统，结构上非常复杂，工作稳定性不足，同时制造成本非常高，这导致了 SPS设备的成本及能耗在长时间里一直居高不下。因此低成本且更高性能的 SPS 成为了业内人士的普遍期望和需求。近年来直流型 SPS 加工技术（Direct Current Sintering）得到广泛的研究和推广，这种新型的 SPS 技术采用直流电源系统，极大的简化了系统的复杂性，同时也大大降低了硬件成本。另外相较于脉冲电流，直流电源系统可以无间断的在样品内产生内热，因此大大的压缩了加工时间。正因为直流型 SPS 技术-DCS 拥有诸多无可比拟的优点，DCS-SPS 取代传统 SPS 正成为行业趋势。
型号：DCS 200(250tons/40,000A) 品牌：Thermal Technology/美国
直流烧结技术（DCS）是SPS技术领域一项重大突破。作为一种先进的烧结工艺，直流烧结可持续提供放电火花，进一步提高烧结效率和质量，因此该技术可用于各种高致密度和高均匀性材料的快速固相烧结。同时，DCS烧结炉电源设计更加紧凑，既可应用于大尺寸工件样品烧结，也可用于小的多腔组件样品制备。DCS系统在性能上可以加工出比传统烧结设备更优秀的材料，同时又拥有更短的实验时间和实验成本，因此低成本高性能DCS烧结炉已然成为行业新宠！DCS烧结炉可应用于多领域材料制备及烧结过程：
|
应用领域： 全密度制备 孔隙控控制 先进材料 功能梯度材料 扩散粘结 |
以DCS 200为例，直流烧结工艺可达到： 最大可达250公吨 最大工作温度可达2400摄氏度 最大试样尺寸可达30厘米 可提供真空环境 可通入保护气体 |
其应用案例：
-
DCS系列放电等离子烧结炉，温场分布均匀， 成功制备了大尺寸、近全密度（99%~100%）样品。
-
DCS系列放电等离子烧结炉，实现了快速升、降温，非常适合制备多孔材料。
-
DCS系列放电等离子烧结炉，同时可应用于功能梯度材料烧结制备。
DCS系列烧结炉的出现，解决了SPS工作稳定性低、成本高、用时长的问题，受到业内人士的广泛青睐与支持，已逐步成为行业发展的趋势。同时也期望DCS直流烧结设备能够给予相关领域科研学者更多的支持与帮助，助力我国先进陶瓷行业发展！
【相关知识】
美国 Thermal Technology 公司（简称 TT），从创立至今已有半个多世纪的历史，是真空炉的创始者之一，高温炉设计的改革者，已为全球 40 多个国家的客户提供逾 3,000 种产品，是一家多元化的高温炉制造商，致力于为全球范围内的广大用户提供创新性的设备和问题解决方案。美国TT公司具有近七十年的先进热处理技术和经验，除了DCS烧结设备外，还有可满足实验室及工业生产需求的真空烧结、热压烧结、放电等离子烧结、电弧熔炼等系统。
等离子体是在高温或特定激励下的一种物质状态，是除固态、液态和气态以外物质的第四种状态。等离子体是电离气体，是由大量正负带电粒子和中性粒子组成，并表现出集体行为的一种准中性气体。其气态分子和原子处在高度活化状态，因此等离子气体内离子化程度很高，这些性质使得等离子体成为一种非常重要的材料制备和加工技术。
本文由李正才博士撰写，马文睿投稿，材料牛整理编辑。
材料牛网专注于跟踪材料领域科技及行业进展，如果您对于跟踪材料领域科技进展，解读高水平文章或是评述行业有兴趣，点击下方“阅读原文”进入材料牛报名加入编辑部。如果你对电子材料感兴趣，愿意与电子电工领域人才交流，请加入材料人电子电工材料学习小组（QQ群：482842474）。欢迎大家到材料人宣传科技成果并对文献进行深入解读，投稿邮箱tougao@cailiaoren.com。
投稿以及内容合作可加编辑微信：xiaofire-18，吴玫，我们会拉各邀请老师加入专家群。