대상35T SPS는(방전 플라즈마 소결) 난로의 상세한 설계 방안은 설비 구조, 핵심 기술 혁신, 공정 제어 전략 및 전형적인 응용 장면을 포함하며, 초경질 재료 (예: 금강석) 에 적용된다-금속 복합재료), 나노세라믹, 고엔트로피합금 등 고성능 재료의 빠른 치밀화 소결:

1. 장치 핵심 지표

최대 압력:35톤 (확장 가능50T）

온도 상승 속도:100-500°C/분(최고 온도2200°C）

真空度：10⁻³Pa(선택 사항:Ar/N의₂/ H₂）

펄스 전류:DC는펄스 (피크)5000A는, 주파수1-10kHz의）

적용 가능한 몰드:φ20-100mm(흑연/탄화텅스텐 재질)

2. 핵심 모듈 설계

(1)스트레스-온도 협동 시스템

진동 압력 기술:

빈도0.1-5Hz, 진폭±5%압력 설정

작용: 파쇄된 입자가 뭉쳐 입자의 재배열을 촉진한다(특히 나노파우더에 대한)

다중 지역 온도 제어:

몰드 축 방향 분할3구독립가열(온도차<±10°C）

텅스텐 히터 커플링 사용(W-3%Re/W-25%Re, 정밀도±2°C）

(2)펄스 전류 시스템

(3)진공 및 분위기 제어

분자 펌프 그룹: 극한 진공10⁻³Pa(스피드2000L/s）

가스 분사 냉각: 고압Ar공기 담금질(냉각속도>200°C/s）

산소 함량 모니터링:ZrO는₂센서 (하한계 감지1ppm）

3. 혁신적인 기술 차별화 요소

(1)다물리장 결합 소결

전자기-뜨거운-힘 협동:

통과COMSOL은아날로그 최적화 펄스 전류 경로(전류 밀도 편차<5%）

스트레스-전류 위상 동기화 제어 (지연<1ms）

(2)지능형 공정 최적화

기계 학습 모델:

입력: 파우더 특성 (입도, 비표면적 등)+목표 밀도

출력: 권장 압력-온도-전류 곡선 (예측 정밀도)90%）

디지털 쌍둥이:

가상 소결 및 실제 데이터 실시간 비교, 동적 수정 매개변수

(3)제자리 모니터링 시스템

4. 일반적인 공정 사례

(1)금강석-구리 복합재료

매개변수:

압력:30MPa의

온도:850°C(보온3분）

전류:3000A는(펄스 모드, 공백 비율50%）

효과:

열전도율 >600W/mK의(이론값에 근접)

금강석 체적분수70%시간 상대 밀도 >99%

(2)나노 지르코늄 세라믹

특수 공정:

2단식 소결:
①1200°C/50MPa크리스털 활성화
②1350°C/10MPa(결정 입자 성장 억제)

펄스 전류 주파수:5kHz의(구멍 여유 감소)

성능:

평균 결정 크기 <100nm

단열 근성8MPa·m¹/²전통적인 소결1.5배)

5. 보안 및 에너지 효율적인 설계

6. 장치 확장성

모듈식 압력 프레임: 모듈을 중첩하여100T

다중 결합 옵션:

자기장 모듈 옵션 (1T영구 자석, 취향 소결에 사용)

기계 진동대 옵션 (50-200Hz, 입자 재배치 촉진)

7. 기술 경제성 분석

결론

35T SPS는소결로는 다물리장의 정확한 조절통제와 지능화공정통제를 통해 고성능재료의 쾌속치밀화를 실현하였다.핵심적인 이점은 다음과 같습니다.
① 나노구조 보존능력(결정 입자 생장 억제);
② 이질 재료 인터페이스 최적화 (예: 금속)-세라믹 복합재료);
③ 프로세스 반복성 (CV는＜3%）。

향후 발전 방향:

초고온 버전 (>2500°C, 그래핀 가열체 사용)

공업화 양산형 (다강체 병렬, 생산능력 향상5배)

친환경 제조(펄스 전류 에너지 활용도 향상>80%）