SPS放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)采用SPS燒結(jié)方法，由于工件直接由直流脈沖加熱，所以燒結(jié)工藝周期可以縮短至幾分鐘。采用直流短脈沖使得材料的燒結(jié)活性增加，粒子接觸點(diǎn)部位發(fā)生諸如加熱、等離子發(fā)生、電遷移等現(xiàn)象。所以，和傳統(tǒng)的熱壓和燒結(jié)工藝相比，SPS的燒結(jié)溫度、模具壓力比前倆者低很多。

放電等離子燒結(jié)(Spark Plasma Sintering, SPS)工藝是將金屬等粉末裝入石墨等材質(zhì)制成的模具內(nèi)，利用上、下模沖及通電電極將特定燒結(jié)電源和壓制壓力施加于燒結(jié)粉末，經(jīng)放電活化、熱塑變形和冷卻完成制取高性能材料的一種新的粉末冶金燒結(jié)技術(shù)。

在SPS燒結(jié)過(guò)程中，脈沖電流由壓頭流入，流出的電流分成幾個(gè)流向；經(jīng)過(guò)石墨模具的電流產(chǎn)生大量的熱，用于加熱粉料；經(jīng)過(guò)燒結(jié)體的電流，由于燒結(jié)初期顆粒之間存在間隙，相鄰顆粒之間將產(chǎn)生火花放電，一些氣體分子被電離，產(chǎn)生的正離子和電子分別向陰極和陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)，在顆粒之間放電形成等離子體；隨著等離子體密度的不斷增大，高速反向運(yùn)動(dòng)的粒子流對(duì)顆粒表面產(chǎn)生較大沖擊力，不僅可吹散吸附的氣體或破碎的氧化膜，而且能凈化和活化顆粒表面，有利于粉末的燒結(jié)；粉末顆粒在脈沖電場(chǎng)作用下未接觸部位產(chǎn)生放電熱，接觸部位產(chǎn)生焦耳熱，瞬間形成的高溫場(chǎng)使顆粒表面發(fā)生局部融化；在加壓的情況下，融化的顆粒相結(jié)合，熱量的局部擴(kuò)散使結(jié)合部位粘接在一起，形成燒結(jié)頸。

　傳統(tǒng)的熱壓燒結(jié)主要由通電產(chǎn)生的焦耳熱和加壓使粉末顆粒產(chǎn)生塑性變形并進(jìn)行致密化燒結(jié)，SPS除上述作用外，還利用在粉末顆粒間放電產(chǎn)生的等離子體使其自熱而進(jìn)行燒結(jié)。SPS技術(shù)融等離子活化與熱壓為一體，與傳統(tǒng)的熱壓、熱等靜壓技術(shù)相比，具有燒結(jié)快速、燒結(jié)溫度低、無(wú)需粉末預(yù)成形、可直接燒成致密體等優(yōu)點(diǎn)，是一種快速、節(jié)能、環(huán)保的材料制備加工新技術(shù)，可以有效地解決傳統(tǒng)燒結(jié)方法中致密度低和晶粒尺寸大的問(wèn)題。

　由于SPS技術(shù)具有上述優(yōu)點(diǎn)，故可用來(lái)制備金屬材料、陶瓷材料、復(fù)合材料，特別是可用來(lái)制備常規(guī)工藝難以制備的納米塊體材料、非晶塊體材料、梯度材料等。

     德國(guó)FCT公司針對(duì)上述工藝研發(fā)出的SPS放電等離子燒結(jié)爐，為制造特殊的新型材料提供了可能。

SPS設(shè)備為制造非常特殊的新型材料提供了可能，諸如：

可以在晶粒無(wú)顯著長(zhǎng)大的狀態(tài)下燒結(jié)出納米材料

FGM（功能梯度材料）

碳化鎢或其他硬質(zhì)材料

氧化鋁或銅合金/金屬間化合物

結(jié)構(gòu)陶瓷、功能陶瓷