放电等离子烧结测试

检测项目

放电等离子烧结测试的核心检测项目包括以下六类：

• 致密度测定：通过体积与质量计算相对密度值，评估烧结体孔隙率及缺陷分布
• 晶粒尺寸分析：采用电子背散射衍射（EBSD）表征微观组织演变规律
• 显微硬度测试
• 抗弯强度测试：三点弯曲法测定材料断裂韧性
• 热导率测量：激光闪射法获取材料热扩散系数
• 物相组成鉴定：X射线衍射（XRD）分析相变过程与杂质含量

检测范围

本测试技术适用于以下四类材料的质量评估：

• 金属基材料：钛合金/高温合金的快速致密化过程监控
• 陶瓷材料：氧化锆/碳化硅的结构陶瓷烧结参数优化
• 复合材料：梯度功能材料的界面结合强度评价
• 功能材料：热电材料的电-热协同性能表征

检测方法

标准化的测试流程包含以下关键技术环节：

• 阿基米德法密度测定：依据ASTM B962标准进行真空浸渍处理
• 纳米压痕测试：ISO 14577标准下的动态硬度测量模式
• 高温XRD分析：同步记录烧结过程中的原位相变数据
• 热膨胀系数测定：采用差分激光干涉法监测尺寸变化
• 断裂韧性评估：基于Vickers压痕法的裂纹扩展分析模型

检测仪器

主要测试设备及其技术参数如下：

• SPS系统：最大压力80MPa/最高温度2200℃/真空度10⁻³Pa级
• 场发射扫描电镜（FE-SEM）：分辨率1nm/配备能谱仪（EDS）模块
• 高温万能试验机：载荷范围0.1N-100kN/温度上限1600℃
• 激光导热仪：测量精度±3%/温度范围-120℃至1000℃
• X射线残余应力分析仪: Ψ角扫描范围±45°/空间分辨率50μm

• 显微硬度计: 载荷分辨率0.1gf/压痕自动测量系统

• <强>同步热分析仪: TG-DSC联用精度0.1μg/升温速率0.01-100K/min

• <强>三维表面轮廓仪: Z轴分辨率0.1nm/扫描面积100×100mm²

• <强>原子力显微镜(AFM): 接触模式与非接触模式自由切换

• <强>电子探针微区分析仪(EPMA): 波谱仪(WDS)元素检测限0.01wt%

• <强>聚焦离子束系统(FIB): Ga离子束30kV/配合SEM实时成像

• <强>拉曼光谱仪: 空间分辨率1μm/光谱范围200-4000cm⁻¹

• <强>红外热像仪: 温度灵敏度0.03℃/帧频100Hz

• <强>>超声探伤仪: 频率范围0.5-15MHz/缺陷定位精度±0.5mm