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Zhengzhou Chengyue Scientific Instrument Co., Ltd
Schéma de conception du four de frittage plasma 35tsps
Date :2025-08-14Lire :2
Pour35T SPSPlan de conception détaillé du four (frittage plasma à décharge), couvrant l'architecture de l'équipement, les innovations technologiques clés, les stratégies de contrôle des processus et les scénarios d'application typiques pour les matériaux ultra - durs tels que le diamant-Matériaux composites métalliques), nanocéramiques, alliages à haute entropie, frittage densifié rapide de matériaux de haute performance tels que:
1. Indicateurs de base de l'équipement
Pression maximale:35Tonnes (extensible à50T) et
Taux de réchauffement:100-500°C/min(température maximale2200°C) et
真空度：10⁻³Pa(atmosphère optionnelle:Ar/N₂/ H₂) et
Courant pulsé:DCImpulsion (PIC5000A, fréquence1 à 10kHz) et
Moules applicables:φ20-100mm(graphite/Matériel de carbure de tungstène)
2. Conception de modules clés
(1)pression-Système de synergie de température
Technique de pression oscillante:
fréquence0,1 à 5Hz, amplitude± 5%Définir la pression
Effet: agglomération des particules brisées, favorise le réarrangement des particules (en particulier pour les nanopoudres)
Contrôle de la température multizone:
Division axiale du moule3Chauffage indépendant de la zone (différence de température <±10°C) et
Utilisant le thermocouple de rhénium de tungstène (W-3%Re/W-25%Re, précision±2°C) et
(2)Système de courant pulsé
paramètre |
régulierSPS |
Points d'innovation de ce programme |
Forme d'onde de courant |
Vague carrée |
Forme d'onde Programmable (dents de scie/L'escalier/Groupe de pulsation) |
Régulation de fréquence |
Fréquence fixe |
Conversion dynamique de fréquence (1 à 20 kHzAdaptation automatique de l'impédance) |
Conception des électrodes |
Un seul point de contact |
Électrode à courant moyen Multi - contacts (résistance de contact <0,1 Ω) et |
(3)Contrôle du vide et de l'atmosphère
Groupe de Pompes moléculaires: vide extrême10⁻³Pa(vitesse de pompage2000L/s) et
Refroidissement par injection de gaz: haute pressionArTrempe au gaz (vitesse de refroidissement >200°C/s) et
Surveillance de la teneur en oxygène:ZrO₂Capteur (limite inférieure de détection1 ppm) et
3. Faits saillants technologiques innovants
(1)Frittage couplé Multi - champ physique
Électromagnétique-chaud-Synergie des forces:
ParCOMSOLSimulation optimisation du trajet du courant pulsé (écart de densité de courant <5%) et
pression-Contrôle de synchronisation de phase de courant (delay <1ms) et
(2)Optimisation intelligente des processus
Modèles de Machine Learning:
Entrée: caractéristiques de la poudre (granulométrie, surface spécifique, etc.)Le +Densité cible
Sortie: pression recommandée-température-Courbe de courant (précision prédictive >90%) et
Jumeaux numériques:
Comparaison en temps réel du frittage virtuel avec des données réelles, correction dynamique des paramètres
(3)Système de surveillance in situ
Type de surveillance |
Programme technique |
Gamme de paramètres |
Evolution de densité |
Mesure d'épaisseur par ultrasons laser |
Résolution± 0,1%Densité relative |
Croissance des grains |
haute températureXRD(en option) |
Limite inférieure de détection de la taille des grains10 nm |
Distribution du stress |
Capteur de réseau à fibre optique (moule encastré) |
Précision de mesure de déformation±5μ |
4. Cas de processus typique
(1)Diamant-Matériaux composites cuivre
Paramètres:
Pression:30MPa
Température:850°C(conservation de la chaleur3 minutes) et
Le courant:3000A(mode pulsé, Rapport cyclique50%) et
Effets:
Conductivité thermique >600W/mK(proche de la valeur théorique)
Fraction de volume de diamant70%Densité relative dans le temps >99%
(2)Nano zircone céramique
Processus spécial:
Frittage en deux sections:
①1200°C/50MPa(activation des joints de grains)
②1350°C/10MPa(inhibe la croissance des grains)
Fréquence du courant pulsé:5 kHz(réduit les résidus de pores)
Performance:
Taille moyenne des grains <100 nm
Ténacité à la rupture8MPa·m¹/m²(fritté traditionnel1.5Fois)
5. Conception sûre et économe en énergie
Types de risques |
La solution |
Rupture du moule |
Pré - peinture de moule en graphiteBNRevêtement (résistance aux chocs thermiques+ 30%) et |
Décharge d'arc électrique |
Surveillance d'impédance en temps réel (temps de réponse <10 μs) et |
Déchets énergétiques |
Système de récupération de chaleur résiduelle (économie d'énergie >15%) et |
6. Extensibilité des équipements
Cadre de pression modulaire: peut être mis à niveau par modules superposés100T
Options de couplage Multi - Champs:
Module de champ magnétique en option (1TAimants permanents, pour le frittage orienté)
Table vibrante mécanique en option (50 à 200Hz, favorise le réarrangement des particules)
7. Analyse technico - économique
projet |
Ce programme |
Frittage traditionnel par pressage à chaud |
Temps de frittage |
10 à 30minute |
2 - 5heure |
Taille des grains |
Contrôlable en100 nmCi - dessous |
Généralement >500 nm |
Coût de la consommation d'énergie |
￥80 à 120 /Le four fois |
￥200 à 300 /Le four fois |
conclusion
35T SPSLe four de frittage permet une densification rapide des matériaux haute performance grâce à une régulation précise des champs multiphysiques et à un contrôle intelligent des processus. Ses principaux avantages sont:
① Capacité de rétention des nanostructures (inhibition de la croissance des grains);
② Optimisation des interfaces de matériaux hétérogènes (p. ex. métaux)-Matériaux composites céramiques);
③ Répétabilité des processus (CV<3%).
Orientations futures de développement:
Version ultra haute température (>2500°C, avec corps chauffant en Graphène)
Modèle de production de masse industrialisé (Multi - cavités en parallèle, augmentation de la capacité5Fois)
Fabrication verte (utilisation de l'énergie par courant pulsé augmentée à >80%) et