获得纳米尺寸陶瓷颗粒的方法有很多，但是烧结后获得密实纳米晶陶瓷则是一件非常困难的事情。高温放电烧结（也称等离子放电烧结，英文简称为SPS）是一种近年来发展起来的快速烧结技术，可以大大缩短烧结时间，在避免晶粒长大的情况下获得密实材料。目前，有关SPS烧结机理的研究还欠深入，很多问题还未弄清楚。本项目拟选择二类性质不同的材料体系（导电、非导电）开展SPS烧结纳米晶陶瓷的研究，揭示过程机理，获得规律性认识。

● 主要研究成果

1．一般认为SPS能实现材料快速烧结的机理为脉冲大电流在颗粒间微区形成放电等离子， 对颗粒表面的净化作用促进了烧结，而对材料试样的加温则是通过石墨模具的加热和试样本 身在电流通过时温度的升高（对导电样）来完成的，如图 1所示。本项目工作首次发现一个奇特的现象：不管待烧结的材料是导电的、或者是非导 电的，被加热烧结的试样和石墨模具的温度随着时间的不同均呈现图2 所示的变化规律。即在通电加热的前半段时间里，石墨模具温度比试样中心温度高；而在后半段时间里，试样中心温度却比石墨温度高，最高温差可以达300 ~ 500K。

2．试样温度异常升高，能量从何而来？本项目设计了多种不同的模具型式和装模方式进行分析，建立了电磁场与材料相互作用的烧结模型，提出了一个新的观点：SPS烧结过程中，电磁场可以直接作用于烧结材料对其进行加热，从而使烧结样获得比石墨模具更高的温度。

3．上述观点也得到了试验的证实。针对不同的材料体系，研究工作还发现吸波能力越强的材料体系上述现象越明显。即在更低的通电功率下，即可获得较高的烧结温度。

● 代表性论文

1．Study of Temperature Field in Pulse Electric Current Sintering

      Submited to Journal of Materials Science

2．Mechanism of Pulse Electric Current Sintering

      Submited to Journal of Materials Science