Forno de sinterização de pressão SPSConhecido como forno de sinterização de plasma de descarga (Spark Plasma Sintering Furnace), é um equipamento avançado de tecnologia de preparação de materiais, amplamente utilizado em física, ciência de materiais, aeroespacial e outras áreas. É o plasma de descarga gerado quando a corrente de pulso passa pelas partículas de pó para alcançar a sinterização rápida do material. Quando a corrente de pulso passa pelas partículas de pó, o espaço de ar entre as partículas produz uma descarga de faísca elétrica, gerando um plasma de alta temperatura. Estas partículas ativas no plasma têm alta energia e podem promover a descomposição da membrana oxidativa da superfície das partículas de pó, melhorar a atividade da superfície do pó e promover o contato e a ligação entre as partículas. Sob o efeito de alta temperatura do plasma de descarga, a superfície das partículas de pó se aquece rapidamente, atingindo a temperatura de sinterização e, em seguida, sob o efeito da pressão externa, formando um corpo sinterizado denso.

　　Forno de sinterização de pressão SPSSeu guia operacional detalhado:

Preparação Antes do Experimento

Confirmação de segurança

Usar PPE: usar luvas resistentes a altas temperaturas, óculos de proteção, roupas de experimento.

Inspeção ambiental: Certifique-se de que o equipamento não tenha resíduos, ventilação adequada, água de resfriamento, ar comprimido e fornecimento de energia.

Estado do equipamento: confirme que o corpo do forno é resfriado a temperatura ambiente, o sistema de vácuo e o sistema hidráulico não têm vazamentos.

Preparação de amostras e moldes

Escolha o molde: escolha o molde de grafite adequado (geralmente cilíndrico) de acordo com o tamanho e a forma da amostra.

Limpeza do molde: Use etanol ou acetona sem água para limpar as paredes internas do molde, os pinços para cima e para baixo, as almofadas, remover o óleo e as impurezas, secar ou secar.

Amostras de preenchimento:

Carregue a amostra de pó uniformemente na cavidade interna do molde.

Use um raspador para raspar a superfície.

Coloque o punch inferior e, se necessário, adicione uma almofada de grafite.

Certifique-se de que os componentes do molde (base, molde, punção) sejam montados corretamente sem distorções.

Inspeção do equipamento

Verifique se o fluxo de água de resfriamento e a temperatura são normais (normalmente a temperatura da água é necessária < 25 ° C, o fluxo está em conformidade com os requisitos).

Verifique se o nível de óleo hidráulico está normal.

Verifique o nível de óleo e a cor da bomba de vácuo e faça a substituição se necessário.

Verifique se todos os dispositivos de bloqueio de segurança (porta do forno, botão de parada de emergência) estão funcionando corretamente.

II. Forno e vedação

Carregar o molde

Coloque o molde montado com cuidado no fogão para garantir que ele esteja no centro da cabeça de pressão.

Ajuste a posição para evitar atrito entre o molde e a parede do fogão ou o eletrodo.

Fecha a porta do forno.

Feche lentamente e suavemente a porta do forno.

Bloque manual ou automaticamente o dispositivo de vedação da porta do forno para garantir uma boa vedação a vácuo.

Substituição de vácuo e atmosfera (se necessário)

Iniciar o sistema de vácuo

Abra a bomba mecânica e puxe o vácuo grosseiro para a cavidade do forno.

Quando o vácuo atinge um determinado nível (por exemplo, < 10 Pa), dependendo da configuração do equipamento, pode ser necessário ligar a bomba molecular ou a bomba de difusão para bombeamento de alto vácuo.

Verificação do vácuo

Observe as leituras do vácuometer para confirmar que o vácuo atende às exigências do processo (geralmente < 10-1Pa ou superior).

Mantenha o vácuo alto por algum tempo para verificar se há vazamento (o vácuo está estável).

Substituição atmosférica (opcional)

Se o processo exigir sinterização em atmosfera inerte (como Ar de alta pureza):

Primeiro, puxe a cavidade para um alto vácuo.

Enviar gás inerte de alta pureza na cavidade até a pressão normal.

Vacuum novamente.

Repita este processo 2-3 vezes (chamado de "substituição") para remover ao máximo oxigênio e umidade.

O gás inerte é carregado pela última vez até a pressão do processo (geralmente micropositiva).

IV. Configuração do programa de sinterização e inicialização

Abra o sistema de controle

Abra a fonte de alimentação do armário de controle, a fonte de alimentação do computador.

Inicie o software de controle SPS.

Definir parâmetros de sinterização

Digite ou selecione o programa de sinterização padrão na interface do software, com parâmetros chave como:

Velocidade de aquecimento (°C/min)

Temperatura objetivo (°C)

Tempo de aquecimento (min)

Curva de pressão: pré-pressão, pressão de sinterização, pressão de manutenção (kN ou MPa)

Modo de corrente de pulso (por exemplo, corrente contínua, relação de pulso)

Configuração do vácuo/pressão atmosférica

Método de arrefecimento (arrefecimento com forno, aquecimento a gás, etc.)

Autoinspeção do sistema

O software geralmente realiza uma auto-inspeção do sistema (verificando o estado de água, eletricidade, gás, vácuo, pressão, etc.) para confirmar que todas as condições são cumpridas e que pode ser iniciado.

Iniciar o processo de sinterização

Certifique-se de que todos os parâmetros estão corretos, clique no botão Iniciar ou Executar.

O sistema será executado automaticamente de acordo com os procedimentos de configuração: aquecimento, pressão, isolamento, resfriamento.

V. Monitoramento operacional

Monitoramento em tempo real

Monitoramento em tempo real na interface do software de controle:

Temperatura (medição de termopar)

Pressão (pressão real)

Deslocamento (volume de contração da densificação da amostra)

Corrente/tensão (estado de descarga)

Vácuo/pressão atmosférica

Observe se a curva muda como esperado, se há flutuações anormais ou alarmes.

Segurança

Os operadores não devem sair durante o experimento e estão sempre prontos para emergências (por exemplo, alarmes, vazamentos de água, vazamentos de gás).

Fim do experimento e amostragem

Fim do processo

Após a conclusão do processo de sinterização, o sistema interrompe automaticamente o aquecimento e a pressão.

Refrigere de acordo com as configurações (geralmente leva algumas horas).

Restaurar a pressão normal

A temperatura do forno é resfriada até a temperatura segura (geralmente < 100 ° C, veja o manual) antes de continuar com o próximo passo.

Se a atmosfera de proteção for usada, desligue primeiro a fonte de ar.

Carregue lentamente o gás inerte ou o ar na cavidade até a pressão normal (para evitar que mutações de pressão danifiquem o equipamento ou a amostra).

Abra a porta do forno.

Desbloqueie e abra a porta do fogão.

Tire a amostra

Remova o molde com cuidado com ferramentas especiais, como pinças de crucel.

Após o resfriamento do molde, a amostra sinterizada é extraída do molde com um dispositivo de extração.

Limpeza e registro

Limpe o molde e a fogão (de acordo com os requisitos de manutenção diária).

Registre os parâmetros experimentais, o estado da amostra e o funcionamento do equipamento.