[發明專利]一種陶瓷材料燒結爐及等靜壓場控等離子燒結方法

有效

• 申請號: 201410014329.3
• 申請日: 2014-01-14
• 公開（公告）號: CN103819202A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 蘇永東
• 申請（專利權）人: 蘇州永佳超硬耐磨材料有限公司
• 主分類號: C04B35/64
• 分類號: C04B35/64;F27D9/00;F27D19/00
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• 代理人: 暫無信息

1.一種陶瓷材料燒結爐及等靜壓場控等離子燒結方法，其特征在于，包括陶瓷坯體制備、雙等場控燒結爐、陶瓷燒結體加工、雙等場控燒結方法；所述的陶瓷坯體制備，包括原輔材料、成份配比、坯料配制、坯料混合、粉體制備、粉體研磨、粉體混合和模壓成型；所述雙等場控燒結爐包括下爐體、熱電偶、上爐體、電極板、絕緣座、電極引線、石墨填料、工件、冷水出口、控制電場、橡膠密封套、絕緣環座、壓力表、氣瓶、氣閥、壓縮機、氣體進出口、脈沖電流發生器、燒結控制器、冷水入口、固定支腳、電場引線和密封法蘭；所述陶瓷燒結體加工，包括燒結體毛坯脫模、坯件整形、粗加工、精加工、零部件拋光和零部件成品。

2.根據權利要求1所述的一種陶瓷材料燒結爐，其特征在于，包括下爐體、熱電偶、上爐體、電極板、絕緣座、電極引線、石墨填料、工件、冷水出口、控制電場、橡膠密封套、絕緣環座、壓力表、氣瓶、氣閥、壓縮機、氣體進出口、脈沖電流發生器、燒結控制器、冷水入口、固定支腳、電場引線和密封法蘭。

3.根據權利要求1所述的一種陶瓷材料燒結爐，其特征在于，所述上爐體與下爐體通過密封法蘭構成雙等場控燒結爐體，所述爐體設置有冷卻水夾層和冷卻水出入口；所述上爐體側面設置有熱電偶探頭，所述爐體內頂部和底部分別設置有絕緣座，所述絕緣座上設置有電極板，所述電極板通過電極引線與爐體外部脈沖電流發生器連接；所述電極板為上下二塊，在所述上下二塊電極板之間，設置有橡膠密封套，所述橡膠密封套內填充有石墨填料，所述石墨填料起到固定內部工件和導通電流的作用，所述石墨填料中心安置有待燒結工件。

4.根據權利要求1所述的一種陶瓷材料燒結爐，其特征在于，所述下爐體內部設置有多個控制電場，所述控制電場為平板型結構，多塊控制電場均勻環形布置于爐體中部，所述控制電場由其底部的絕緣環座支撐，所述的絕緣環座由多個固定支腳支撐，所述的固定支腳焊接固定于爐體內壁之上，所述絕緣環座與固定支腳焊接固定，所述絕緣環座與固定支腳上設置有內部套管，用于將控制電場的電場引線引出爐體外側，并與燒結控制器連接；所述的工件，埋置于石墨填料中間。

5.根據權利要求1所述的一種陶瓷材料燒結爐，其特征在于，所述的爐體為密封耐高壓結構，其底部設置有氣體進出口，所述氣體進出口，分別與壓縮機和氣瓶連接，在所述的氣體進出口與壓縮機、氣瓶之間，設置有壓力表和氣閥。

6.根據權利要求1所述的一種陶瓷材料等靜壓場控等離子燒結方法，簡稱為雙等場控燒結方法，其特征在于，所述的雙等場控燒結方法為：通過上下電極板對工件進行等離子脈沖電流燒結，通過設置在周圍的控制電場，施加電磁作用，通過環境氣體對工件施加等靜壓力；脈沖放電、電磁控制和外加等靜壓綜合作用，燒結陶瓷坯體。

7.根據權利要求1或6所述的一種陶瓷材料等靜壓場控等離子燒結方法，其特征在于，所述的控制電場至少設置為二個，對稱布置；所述的控制電場環形設置于所述的爐體中部；所述的控制電場在燒結過程中，電場強度、電場方向交替變化，影響作用于工件中的脈沖電流，從而改變陶瓷材料中的晶格、晶界、點陣等微觀環境與結構；同步實時進行多角度、多方向變化，從而實現工件內部晶格間、晶界間、融體間、熔質與溶劑間、固相與液相之間，氣相與液相之間發生交換與融合。

8.根據權利要求1或6所述的一種陶瓷材料等靜壓場控等離子燒結方法，其特征在于，所述的燒結控制器，使用了交變電場控制技術，通過外加電場對固態等離子體施加電場影響作用，燒結時產生的等離子體，會在原本固定的晶界區域和點陣區域等離子狀態粒子，發生偏移、振動、重組；這種重組與重排的變化，在區域上是立體方向發生的，偏移與振動的量受到外加電場強度的制約，偏移與振動的方向也受到外加電場的作用方向影響；同時影響非電導性粒子的微觀狀態。