[发明专利]一种陶瓷材料烧结炉及等静压场控等离子烧结方法

权利要求书

1.一种陶瓷材料烧结炉及等静压场控等离子烧结方法，其特征在于，包括陶瓷坯体制备、双等场控烧结炉、陶瓷烧结体加工、双等场控烧结方法；所述的陶瓷坯体制备，包括原辅材料、成份配比、坯料配制、坯料混合、粉体制备、粉体研磨、粉体混合和模压成型；所述双等场控烧结炉包括下炉体、热电偶、上炉体、电极板、绝缘座、电极引线、石墨填料、工件、冷水出口、控制电场、橡胶密封套、绝缘环座、压力表、气瓶、气阀、压缩机、气体进出口、脉冲电流发生器、烧结控制器、冷水入口、固定支脚、电场引线和密封法兰；所述陶瓷烧结体加工，包括烧结体毛坯脱模、坯件整形、粗加工、精加工、零部件抛光和零部件成品。

2.根据权利要求1所述的一种陶瓷材料烧结炉，其特征在于，包括下炉体、热电偶、上炉体、电极板、绝缘座、电极引线、石墨填料、工件、冷水出口、控制电场、橡胶密封套、绝缘环座、压力表、气瓶、气阀、压缩机、气体进出口、脉冲电流发生器、烧结控制器、冷水入口、固定支脚、电场引线和密封法兰。

3.根据权利要求1所述的一种陶瓷材料烧结炉，其特征在于，所述上炉体与下炉体通过密封法兰构成双等场控烧结炉体，所述炉体设置有冷却水夹层和冷却水出入口；所述上炉体侧面设置有热电偶探头，所述炉体内顶部和底部分别设置有绝缘座，所述绝缘座上设置有电极板，所述电极板通过电极引线与炉体外部脉冲电流发生器连接；所述电极板为上下二块，在所述上下二块电极板之间，设置有橡胶密封套，所述橡胶密封套内填充有石墨填料，所述石墨填料起到固定内部工件和导通电流的作用，所述石墨填料中心安置有待烧结工件。

4.根据权利要求1所述的一种陶瓷材料烧结炉，其特征在于，所述下炉体内部设置有多个控制电场，所述控制电场为平板型结构，多块控制电场均匀环形布置于炉体中部，所述控制电场由其底部的绝缘环座支撑，所述的绝缘环座由多个固定支脚支撑，所述的固定支脚焊接固定于炉体内壁之上，所述绝缘环座与固定支脚焊接固定，所述绝缘环座与固定支脚上设置有内部套管，用于将控制电场的电场引线引出炉体外侧，并与烧结控制器连接；所述的工件，埋置于石墨填料中间。

5.根据权利要求1所述的一种陶瓷材料烧结炉，其特征在于，所述的炉体为密封耐高压结构，其底部设置有气体进出口，所述气体进出口，分别与压缩机和气瓶连接，在所述的气体进出口与压缩机、气瓶之间，设置有压力表和气阀。

6.根据权利要求1所述的一种陶瓷材料等静压场控等离子烧结方法，简称为双等场控烧结方法，其特征在于，所述的双等场控烧结方法为：通过上下电极板对工件进行等离子脉冲电流烧结，通过设置在周围的控制电场，施加电磁作用，通过环境气体对工件施加等静压力；脉冲放电、电磁控制和外加等静压综合作用，烧结陶瓷坯体。

7.根据权利要求1或6所述的一种陶瓷材料等静压场控等离子烧结方法，其特征在于，所述的控制电场至少设置为二个，对称布置；所述的控制电场环形设置于所述的炉体中部；所述的控制电场在烧结过程中，电场强度、电场方向交替变化，影响作用于工件中的脉冲电流，从而改变陶瓷材料中的晶格、晶界、点阵等微观环境与结构；同步实时进行多角度、多方向变化，从而实现工件内部晶格间、晶界间、融体间、熔质与溶剂间、固相与液相之间，气相与液相之间发生交换与融合。

8.根据权利要求1或6所述的一种陶瓷材料等静压场控等离子烧结方法，其特征在于，所述的烧结控制器，使用了交变电场控制技术，通过外加电场对固态等离子体施加电场影响作用，烧结时产生的等离子体，会在原本固定的晶界区域和点阵区域等离子状态粒子，发生偏移、振动、重组；这种重组与重排的变化，在区域上是立体方向发生的，偏移与振动的量受到外加电场强度的制约，偏移与振动的方向也受到外加电场的作用方向影响；同时影响非电导性粒子的微观状态。