LABOX 小型 SPS 烧结设备（3T/5000A）放电等离子烧结炉技术详解

一、产品概述：实验室紧凑型 SPS 烧结系统

LABOX 小型 SPS 烧结设备属于放电等离子烧结装置（Spark Plasma Sintering），型号规格 3T/5000A，面向新材料研发实验室设计。依托脉冲大电流快速烧结工艺，可实现陶瓷、金属、复合材料、硬质合金、永磁材料、MAX 相材料的快速致密化烧结。设备体积小巧，适配高校、科研院所小批量试样研发，区别于工业大型 SPS 炉，试样制备成本更低，工艺调试灵活。

二、核心 SPS 烧结原理

设备采用脉冲直流大电流直接作用于模具与试样，在施加单向压力的同时，利用粉体颗粒间产生放电等离子、焦耳热与电场扩散效应，实现低温快速烧结。

相比传统热压烧结：

烧结温度更低、保温时间大幅缩短，有效抑制晶粒长大；

可制备细晶、纳米晶致密材料；

适用于难烧结陶瓷、高熔点合金、易氧化材料。

本机配置 5000A 脉冲电源，最大压力 3 吨，满足小型试样工艺开发需求。

三、硬件结构与性能优势

压力系统：3 吨伺服压力机构，压力精准可控，可设置分段加压、保压工艺；

电源系统：5000A 脉冲直流电源，电流输出稳定，支持多段升温程序；

腔体结构：小型真空腔体，可实现真空、惰性气氛烧结，防止样品氧化；

温控系统：红外测温或热电偶测温，升温速率可调，程序自动控温；

一体化操作台：集成升温、压力、电流、工艺曲线记录功能，自动保存试验数据。

整机占地面积小，安装无需复杂基建，适合放置在理化实验室，用于新材料配方筛选、烧结工艺参数摸索。

四、主流应用领域

先进陶瓷领域：氧化铝、氮化铝、碳化硅、透明陶瓷烧结研发；

金属与粉末冶金：难熔金属、非晶合金、硬质合金、纳米金属材料；

功能材料：永磁材料、热电材料、储能电极材料、MAX 相陶瓷；

复合材料：金属基复合材料、陶瓷基复合材料、梯度功能材料；

高校科研项目：新材料机理研究、小试样制备、论文样品试制。

五、操作与日常维护要点

⚠️ 烧结前检查石墨模具、石墨纸完整性，避免通电短路；

⚠️ 真空烧结流程严格执行抽真空 - 检漏步骤，减少样品氧化；

⚠️ 控制升温速率，避免模具与试样温差过大产生裂纹；

⚠️ 长期使用定期清洁腔体挥发物沉积物，检查绝缘部件；

⚠️ 石墨耗材属于易损件，根据烧结频次定期更换，保障导电与承压性能。

六、设备选型价值

LABOX 小型 SPS 设备定位研发级试样烧结，3T 压力、5000A 电流可覆盖绝大多数实验室小型试样需求。快速烧结特性能够快速验证不同烧结工艺对材料微观组织、力学性能的影响，大幅缩短新材料研发周期，是前沿材料实验室标配粉体致密化设备。