真空ホットプレス炉
スパークプラズマ焼結炉 SPS炉
商品番号 : KTSP
価格は以下に基づいて変動します 仕様とカスタマイズ
- 出力電流
- 0-30000 A
- 定格温度
- 2300 ℃
- 定格圧力
- 100-500 KN
- サンプルサイズ
- Ø30-Ø200 mm
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はじめに
スパークプラズマ焼結(SPS)は、パルス電流を利用して金型内で材料を直接焼結する迅速な材料調製法である。プラズマ活性化、ホットプレス、抵抗加熱を組み合わせたもので、従来の焼結法に比べていくつかの利点がある。SPSは、均一な加熱、高い加熱速度、低い焼結温度、短い焼結時間、高い生産効率を可能にします。また、表面を清浄化し、結晶粒の成長を抑制し、均一で制御可能な構造の製造を容易にします。従来の焼結に比べ、SPSは環境にやさしく、費用対効果に優れ、操作時間も最小限で済みます。
アプリケーション
スパークプラズマ焼結炉（SPS）は、様々な科学的・工業的用途に使用される汎用性の高い先進的なツールです。この技術は、材料を高速かつコンパクトに焼結する能力で特に知られており、様々な特殊材料やプロセスに最適です。以下は SPS 炉の主な応用分野です：
- ナノフェーズ材料の焼結：ナノフェーズ材料の焼結：ナノスケール材料の強化に利用され、その機械的・物理的特性を向上させる。
- 傾斜機能材料（FGM）：高度な工学的応用に不可欠な、空間的に変化する特性を持つ材料の創出を可能にする。
- ナノスケール熱電材料：エネルギー変換デバイスに使用される材料の製造に不可欠。
- 希土類永久磁石：さまざまな電子機器や自動車用途に使用される高性能磁石の製造に不可欠。
- ターゲット材料：エレクトロニクスや光学の薄膜蒸着用材料の製造に使用される。
- 非平衡材料：従来の平衡相図に従わない材料の合成に適している。
- 医療用インプラント：医療機器用の精密な機械的特性を持つ生体適合性材料の開発に役立つ。
- 接合と成形：焼結だけでなく、SPSは異種材料の接合や複雑な形状の成形にも使用できる。
- 表面改質：材料の表面特性を変化させ、耐久性や機能性を向上させるのに有効。
- 固体電解質および電熱材料の研究：固体電池や熱管理システムに使用される材料の研究や製造に最適。
特徴
スパークプラズマ焼結炉(SPS)は、金属、セラミックス、複合材料を含む様々な材料を迅速かつ効率的に焼結する最先端のソリューションです。この先進的な炉は、放電プラズマ、放電衝撃圧力、ジュール熱、電界拡散を発生させるためにオンオフ直流パルス電流を使用する独自の加圧焼結方式を採用しており、焼結プロセスを大幅に向上させます。以下はSPS炉の主な特徴で、顧客にどのようなメリットをもたらすかを強調している：
- 自動プログラム制御：SPS炉は、焼結温度、圧力、電流制御などの重要なプロセスを自動化する高度な制御システムを備えています。この自動化により、一貫した正確な焼結条件が保証されるだけでなく、手動介入の必要性が減少し、時間の節約とヒューマンエラーの低減が実現します。
- 安全対策の強化セーフティシャットダウン機能を装備したSPS炉は、異常水温、金型損傷、その他の緊急事態を検知すると自動的にシャットダウンします。この積極的な安全機能により、装置とオペレーターの双方を保護し、安全な作業環境を確保します。
- データ収集・分析システム炉には高度なデータ収集システムが装備されており、焼結電圧、電流、制御温度、印加圧力、変位、真空度などの重要なプロセスパラメーターを記録・分析します。この機能により、製造プロセスの詳細な追跡が可能になり、焼結条件を最適化して製品品質を向上させるのに役立ちます。
- ユーザーフレンドリーなインターフェース：大型LCDタッチ操作パネルにより、SPS炉は変位データ、インターロック状態、アラーム表示、加圧圧力設定などの診断や状態更新をリアルタイムで行います。この直感的なインターフェースは操作とメンテナンスを簡素化し、オペレーターが焼結プロセスを効果的に管理することを容易にします。
- 高圧グラファイトモールドSPS炉に堅牢なグラファイト金型を使用することで、高圧焼結が可能になり、焼結製品の密度と品質が向上します。金型には熱電対挿入用の貫通穴が設計されており、焼結プロセス中の正確な温度モニタリングが可能です。
詳細と部品
1.ローディングユニット 2.ローディングフレーム 3.真空チャンバー 4.観察窓 5.不活性ガス流路 6.真空ポンプ 7.パルススイッチ 8.温度計 9.制御システム 10.油圧シリンダー 11.油圧システム
スパークプラズマ焼結の流れ（1.適切な金型の選択 2.必要な粉末質量の計算 3.金型への充填 4.加圧 5.プラズマ焼結への投入 6.静圧成形 7.コンピュータによる焼結パラメータの調整 プラズマ急速焼結 8.完成品のサンプル 9.性能試験と研究）
焼結原理
スパークプラズマ焼結（SPS）は、プラズマ活性化、ホットプレス、抵抗加熱を組み合わせた迅速な材料準備方法です。金型と粉末粒子またはバルク試料に直接パルス電流を流し、焼結を誘導する。
SPSは、電流の流れによって発生するジュール熱を利用してサンプルを加熱します。粉末を通過する電流は、隣接する粒子間で火花放電を起こし、ガス分子をイオン化して陽電子と電子を発生させます。その結果、プラズマが粒子表面を浄化・活性化し、材料の移動を促進し、焼結温度と時間を短縮します。
印加されるパルス電流電圧は高いエネルギー密度を提供し、急速な焼結と放電点の分散を可能にする。このユニークな加熱モードは、結晶構造内の急速冷却を促進し、高品質のアモルファスおよびナノ材料の調製を可能にする。
利点
- 迅速な焼結：SPS 炉は非常に速い加熱速度を提供し、従来の方法に比べて焼結時間を大幅に短縮します。
- コンパクトな構造：SPS 炉はコンパクトな設計のため、必要な床面積が最小限に抑えられ、効率的な配置が可能です。
- 均一加熱SPS 炉は試料全体に均一な加熱を提供し、安定した焼結結果を保証します。
- 高い加熱速度SPS炉の高い加熱速度は急速な温度上昇を可能にし、処理時間の短縮を可能にします。
- 低い焼結温度SPS 炉は従来の方法よりも低い焼結温度で動作し、材料の完全性を維持します。
- 表面清浄化：SPS炉のプラズマ放電は粒子表面を浄化し、不純物を除去して結合を強化します。
- 粒成長の抑制：SPS 炉は粒成長を最小限に抑え、均一で制御可能な製品構造を実現します。
- 多様な材料適合性：SPS 炉は金属、合金、セラミック、複合材料を含む様々な材料の焼結が可能です。
- 環境の持続可能性：SPS 技術は環境に優しく、エネルギー消費と廃棄物発生を削減します。
- 費用対効果：SPS 炉は高速焼結のためのコスト効率の高いソリューションを提供し、生産時間と経費を削減します。
- 固体拡散接合：SPS 炉は材料間の固体拡散接合を可能にし、高い製品強度と気密性を提供します。
- 高度な材料合成：SPS 炉はナノ材料、機能グレード材料、希土類磁石などの先端材料の合成を容易にします。
技術パラメーター
スパークプラズマ焼結炉(SPS)は圧力20トン、温度1600℃まで対応可能なスパークプラズマ焼結システムです。焼結、焼結結合、表面処理、合成に使用できます。サンプル材料は金属、セラミックス、ナノ構造材料、アモルファス材料が可能です。固体電解質や電熱材料の研究に最適です。
| 構成 |
|
| 温度コントローラー |
|
| 油圧プレス |
|
| 真空チャンバー |
|
| 寸法 |
|
技術仕様
| 機種 | KTSP-10T-5 | KTSP-20T-6 | KTSP-20T-10 | KTSP-50T-30 |
| 定格出力 | 50Kw | 60Kw | 100Kw | 300Kw |
| 出力電流 | 0-5000A | 0-6000A | 0-10000A | 0-30000A |
| 入力電圧 | 0-10V | 0-10V | 0-10V | 0-10V |
| 定格温度 | 2300℃ | |||
| 定格圧力 | 100KN | 200KN | 200KN | 500KN |
| サンプルサイズ | Ø30mm | Ø50mm | Ø100mm | Ø200mm |
| ラムストローク | 100mm | 100mm | 100mm | 200mm |
| 真空度 | 1Pa | |||
警告
オペレーターの安全は最重要課題です。装置の操作には注意してください。引火性ガス、爆発性ガス、有毒ガスを扱う作業は非常に危険です。オペレーターは装置を始動する前に必要な予防措置をすべて講じる必要があります。反応器またはチャンバー内で陽圧を使用して作業するのは危険です。オペレーターは安全手順を厳密に遵守する必要があります。空気反応性材料を使用する場合、特に真空下で作業する場合には、特別な注意を払う必要があります。漏れがあると空気が装置内に引き込まれ、激しい反応が発生する可能性があります。
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