Graphite creep negation during flash spark plasma sintering under temperatures close to 2000$^\circ$C
石墨蠕变对于使用高压（100 MPa）和接近2000 { \textdegree }C的温度的应用具有高度重要性。特别是，新的闪光放电等离子体烧结工艺（FSPS）在应用于碳化硅等超高温材料时对石墨蠕变高度敏感。在这个仅需几秒钟的闪蒸过程中，石墨模具达到高于2000 { \textdegree }C的温度，导致其不可逆变形。石墨模具蠕变阻止闪光放电等离子体烧结工艺进一步发展。在这项研究中，有限元模型被用来确定FSPS模具温度。在这种情况下，我们探讨石墨蠕变开始的温度高于2000 { \textdegree }C和高压。已知石墨高温极限，我们修改FSPS工艺，使得烧结发生在石墨蠕变温度/压力范围之外。采用优化的FSPS工艺，在30 s左右的时间内获得了95%致密的碳化硅压坯.
2020-11-21 cond-mat.mtrl-sci
All-Materials-Inclusive Flash Spark Plasma Sintering
提出了一种适用于各种材料体系的快速放电等离子烧结方法。从金属到电绝缘陶瓷的许多粉末已经成功地致密化，在8-35秒的烧结时间内产生均匀的微观结构。有限元模拟表明，所开发的方法，提供了一个非凡的快速和均匀的加热集中在样品的体积和冲头，适用于所有不同的样品测试。所利用的独特可控的闪光现象是通过样品周围的电流集中和通过横向热接触电阻在该区域中产生的热的限制的组合来实现的。所提出的新方法允许：将闪速烧结扩展到几乎所有材料，通过添加石墨模具控制样品形状，以及节能的小型和中型物体的大规模生产。这种方法也代表了一个潜在的场所，为未来的调查闪速烧结的复杂形状。
2020-11-21 cond-mat.mtrl-sci
Self-foaming, Sintering-resistant Iron-Tungsten Powders Enable High-Cycle Thermochemical Hydrogen Storage
Northwestern University（西北大学）；The Hong Kong University of Science and Technology (Guangzhou)（香港科技大学（广州））
铁钨粉通过自发泡和抗烧结机制实现高循环热化学氢储存，可稳定储存42g H2并保持96%容量利用率。
2026-02-26 cond-mat.mtrl-sci
Simultaneous Spark Plasma Sintering of Multiple Complex Shapes
这项工作解决了放电等离子烧结（SPS）工艺的两大挑战：复杂形状的烧结和多个零件的同时生产。采用一种新的可控界面法对两种镍齿轮进行了SPS同步强化。石墨可变形子模具专门设计用于在独特的40 mm粉末变形空间中使两个复杂部件相互致密化。开发了一种能量有效的SPS配置，以允许在低于900 A的电流下烧结大规模粉末组件。开发过程的稳定性进行了研究，电热机械（ETM）模拟。ETM模拟表明，通过在样品/冲头界面处插入氧化铝粉末，可以实现均匀的致密化条件，从而实现能量有效的加热和镍粉的热约束。最后，论证了两种组织均匀的近终形齿轮制造的可行性。
2020-11-21 cond-mat.mtrl-sci
Experimental study on the influence of binders on plastic deformation during sintering of cubic boron nitride powder under high pressure and high temperature
在这项工作中，烧结多晶立方氮化硼（cBN）压坯，与碳氮化钛在1450°C的温度和5.5GPa的压力下在3分钟内分别制备作为粘合剂的TiC0.7N0.3和氮化钛（TiN），并通过X射线衍射（XRD）实验研究了粘结剂对cBN粉末烧结过程中塑性形变的影响。分析.结果表明，以碳氮化钛为粘结剂的烧结体比以氮化钛为粘结剂的烧结体表现出更强烈的cBN晶粒的塑性形变。该结果表明，如果粘合剂不同，则在高压和高温（HP-HT）下烧结cBN粉末期间形成的产物不同，使得在cBN晶界处的应力集中和钉扎效应（降低位错的移动性并防止退火）在两种情况下不同。
2016-04-27 cond-mat.mtrl-sci
Low-temperature Spark Plasma Sintering of fine refractory composite powders core-shell: A case of the powders W@Ni
Lobachevsky University（洛巴切夫斯基大学）；A.A. Baykov Institute of Metallurgy and Materials Science of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院巴耶科夫冶金与材料科学研究所）
研究W@Ni粉体在低温SPS中的烧结机制，发现Coble蠕变是致密化关键，烧结温度影响W在Ni中的溶解度及二次相形成。
2026-01-12 cond-mat.mtrl-sci
Advances in Thermal Modeling of Selective Laser Sintering of Metal Powders
单组分金属粉末选择性激光烧结（Selective Laser Sintering，SLS）是一种利用高能激光束扫描、熔化、收缩和固结单组分金属粉末的快速成型技术。为了更好地理解单组分金属颗粒激光烧结过程中的物理机制，引入了一个考虑收缩和对流的温度转换模型来分析单粉末层选择性激光烧结过程中的热/流体行为。该模型也被应用于研究粉末烧结在现有的烧结层顶部的单线-多线扫描方式下，根据实际的制造工艺。
2016-02-03 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Spark plasma sintering synthesis of ReB2-type medium-entropy diboride (W1/3Re1/3Ru1/3)B2 with high hardness
采用放电等离子烧结法在1600 ℃下合成了一种新的中熵二硼化物（MEDB）（W_（1/3）Re_（1/3）Ru_（1/3））B_2。尽管WB 2、ReB 2和RuB 2的结构不同，但烧结的MEDB由单一六方ReB 2型相（空间群P63/mmc）组成，相对密度为94.2%，平均晶粒尺寸为6.8 $\pm$ 2.2 μ m。结构细化和电子显微镜测量表明，W，Re和Ru原子占据相同的晶体学位置，并均匀分布在晶格中。（W1/3Re 1/3Ru 1/3）B2 MEDB在0.49 N的载荷下具有30.7 GPa的维氏硬度，在9.8 N的载荷下具有20.5 GPa的维氏硬度，这与针对单个二元对应物所报道的维氏硬度相当或更高。
2023-02-17 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Sintering Temperature on Structural and Magnetic Properties of Ni0.6Zn0.4Fe2O4 Ferrite: Synthesized from Nanocrystalline Powders
本文报道了烧结温度（Ts）对常规双烧结法合成的Ni_（0.6）Zn_（0.4）Fe_2 O_4（NZFO）铁氧体结构和磁性能的影响。样品在1200、1250和1300 °C下烧结。X射线衍射（XRD）分析表明，样品形成了单相立方尖晶石结构。测定了样品的饱和磁化强度Ms、矫顽场Hc、剩磁Mr和玻尔磁子μB等磁性参数，并与文献值进行了比较。在Ts=1300 oC时，Ms和Hc分别为71.94 emu/gm和1.2 Oe。计算了不同温度下的居里温度。值得注意的是，具有非常低的Hc的样品可用于Transformer磁芯和电感器应用。
2016-04-12 cond-mat.mtrl-sci
Energy efficient spark plasma sintering: Breaking the threshold of large dimension tooling energy consumption
开发了一种节能的放电等离子烧结方法，该方法能够通过非常低的电流水平来辅助大尺寸样品的致密化。在这种方法中，电流集中在样品周围的石墨箔中。然后在该区域实现高能量耗散，从而能够在相对低的电流（800 A）下加热和完全致密化大（氧化铝）部件（{mm} 40 mm）。热机械模拟揭示了与传统配置相比，在能量有效配置中加热大样品所需的电流降低了70%。对于较大尺寸的样品，也揭示了热梯度和致密化梯度的存在。这个问题的潜在解决方案进行了讨论。实验证实了大尺寸氧化铝样品完全致密化（96- 99%）的可能性.这种方法允许将小（和低成本）SPS装置（通常限于10-15 mm样品）用于大尺寸样品（40-50 mm）。所开发的技术还能够通过大规模SPS系统优化能耗。
2020-11-21 cond-mat.mtrl-sci
Phenomenological analysis of densification mechanism during spark plasma sintering of MgAl2O4
研究了MgAl 2 O 4粉末在1200 ~ 1300°C温度范围内的放电等离子烧结（SPS）。在致密化过程中观察到显著的晶粒生长。致密化速率总是表现出至少一个强的最小值，并在一个潜伏期后恢复。对烧结样品进行的透射电子显微镜调查从未发现元素晶粒中存在广泛的位错活动。SPS过程中所涉及的致密化机制是由非等温（调查的SPS运行的加热阶段）和等温方法（调查在给定的浸泡温度）。由界面反应步骤控制的串联{界面反应/O $^2$ -阴离子的晶格扩散}机制调节的晶界滑动控制致密化。零致密化率期间，检测到的所有浸泡温度，产生的困难退火的空缺，必要的致密化进行。在SPS过程中，晶界处的原子壁架的检测和尖晶石的化学计量的修改可能与在温度浸泡下退火空位的困难有关。
2018-03-30 cond-mat.mtrl-sci
Bulk Nanostructured Zirconia Ceramics with High Hardness and Toughness via Integration of High-Pressure Torsion and Spark Plasma Sintering
本研究针对传统高温烧结难以制备块体纳米结构陶瓷的问题，结合高压扭转与放电等离子烧结制备出平均晶粒80nm、高硬度高韧性的钇稳定氧化锆陶瓷，验证了位错对提升断裂韧性的作用。
2025-07-30 cond-mat.mtrl-sci
Dense and single-phase KTaO$_{3}$ ceramics obtained by spark plasma sintering
针对传统烧结因钾挥发难以制备致密单相KTaO$_{3}$陶瓷的问题，通过优化成分、温度和压力的放电等离子烧结技术，利用2 mol%钾过量成功制备出致密单相陶瓷，显著提升了低温介电常数且保持较高热导率。
2023-08-28 cond-mat.mtrl-sci
Spark Plasma Sintering for high-speed diffusion welding of the ultrafine grained near-a Ti-5Al-2V alloy with high strength and corrosion resistance for nuclear engineering
本研究将放电等离子烧结（SPS）用于核工程用高强度耐腐蚀超细晶近α Ti-5Al-2V合金的高速扩散焊接，揭示了焊缝密封速率与加热速率的非单调关系及不同晶粒度合金的蠕变控制机制。
2024-01-31 cond-mat.mtrl-sci
A novel and sustainable method to develop non-equiatomic CoCrFeNiMox high entropy alloys via spark plasma sintering using commercial commodity powders and evaluation of its mechanical behaviour
本研究提出用商业商品粉末经放电等离子烧结制备非等原子比CoCrFeNiMo高熵合金，避免昂贵预合金化步骤，所得合金在室温和750℃下均表现出优异的强度与延展性，为低成本高效开发新材料提供了新途径。
2023-05-27 cond-mat.mtrl-sci
Combined effect of SiC and carbon on sintering kinetics, microstructure and mechanical properties of fine-grained binderless tungsten carbide
本研究通过SPS和CPS烧结，探究SiC和碳对无粘结剂WC陶瓷的联合影响，发现添加1% SiC和0.3% C可优化微观结构并提升力学性能，且烧结活化能揭示扩散机制。
2023-12-27 cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen Decrepitation and Spark Plasma Sintering to Produce Recycled SmCo5 Magnets With High Coercivity
采用放电等离子烧结（SPS）技术结合氢爆工艺对SmCo 5磁体进行回收。用于再循环的SmCo 5磁体首先通过4巴压力的氢气爆裂3小时以产生爆裂粉末。然后使用SPS技术，通过在800-1000 ℃下烧结1分钟，将该粉末用于制备各向同性烧结磁体。在1000 oC的温度下，SPS处理过的磁体可以完全致密化。在900 ℃下烧结的样品显示出高于1500 kA/m的最佳内矫顽力（jHc），具有0.47 T的高剩磁（Br）值和43.4 kJ/m3的能量积（BH（max））。在900 ℃烧结的SPS-ed样品的性能进行了比较，通过使用新鲜SmCo 5粉末制备的常规烧结（CVS-ed）样品。结果表明，在室温下与CVS-ed样品相比，SPS-ed样品的磁性能得到改善，并且可以在180 ℃的高温下使用SPS-ed样品，其中样品显示出良好的磁性能，jHc为1502 kA/m，Br为0.44 T，BH（max）为36.4 kJ/m3。研究了SPS和CVS处理后样品的显微结构和X射线衍射图谱;其中样品基本上由Sm 2Co 7和Sm氧化物组成的SmCo 5基质相组成。
2018-05-31 cond-mat.mtrl-sci
A Method of Predicting Powder Flowability for Selective Laser Sintering
本文研究了一种结合旋转粉末分析（RPA）和机器学习的用于选择性激光烧结（SLS）的材料系统的预筛选方法。为了开发这种方法，将尼龙与不同重量%的氧化铝或碳纤维混合以形成具有不同流动性的材料系统。在定制RPA设备中测量材料，并将结果与铺展层密度和表面粗糙度进行比较。使用机器学习尝试对每种方法的所有粉末进行分类。最终，发现RPA方法能够基于粉末的流动性可靠地对粉末进行分类，但无法对铺展层密度和表面粗糙度进行分类。
2021-06-25 cond-mat.mtrl-sci eess.IV physics.app-ph
Effect of grain boundary state and grain size on the microstructure and mechanical properties of alumina obtained by SPS: A case of the amorphous layer on particle surface
研究了不同加热方式和升温速率对超细氧化铝粉末收缩动力学的影响。研究对象包括（i）亚微米α-Al_2 O_3粉末，（ii）颗粒表面具有非晶层的亚微米α-Al_2 O_3粉末，（iii）细α-Al_2 O_3粉末。采用放电等离子烧结（SPS）技术制备氧化铝陶瓷试样。使用同样细的粉末（i）和（ii）来分析非晶层对烧结动力学的影响。粉末（i）和（iii）用于分析初始粒度对收缩动力学的影响。使用Young-Cutler和Coble模型分析收缩曲线。研究表明，亚微米粉末的烧结动力学是由晶界扩散强度决定的，细粉末的烧结动力学是由晶格和晶界同时扩散决定的。已经确定亚微米α-Al_2 O_3粉末表面上的非晶层影响SPS最后阶段的晶界迁移速率和Coble方程参数。已经提出，由在颗粒表面上具有非晶层的亚微米粉末烧结的氧化铝陶瓷的异常特性与在非晶层结晶期间形成的晶界处的缺陷浓度增加有关。
2022-03-23 cond-mat.mtrl-sci
Influence of Bismuth Oxide as a Sintering Aid on the Densification of Cold Sintering of Zirconia
氧化锆（ZrO2）是一种很有前途的工业陶瓷，可用作高温结构材料和热障涂层材料等。传统的放电等离子烧结（SPS）法制备ZrO2通常需要1200 ℃的烧结温度。降低烧结温度以减少能耗和热应力的普遍兴趣导致了对两种有前途的路线的研究，通过温度依赖性化学反应性的冷烧结和烧结助剂，其促进质量传输并提高致密化。在这里，我们通过开发一个单步烧结过程中受益于水蒸气通过原位转化的Zr（OH）4氧化锆和液相Bi2O3作为烧结助剂。所得ZrO 2的相对密度在80%以上，烧结温度低至900 ℃。
2022-10-16 cond-mat.mtrl-sci
Thermophysical and mechanical properties of UFe$_2$ fabricated by spark plasma sintering
Kyoto University（京都大学）；Osaka University（大阪大学）
针对福岛核事故后燃料碎片中UFe₂高温热物理性能研究少的问题，通过电弧熔炼和放电等离子烧结制备UFe₂并表征其性能，揭示其热导率变化及力学特性，为相关评估提供数据。
2026-07-07 cond-mat.mtrl-sci
Non-reactive sintering enhances density and ionic conductivity of NASICON solid electrolytes
Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM)（联邦材料研究与测试研究所 (BAM)）；Humboldt-Universität zu Berlin（柏林洪堡大学）
本研究通过调控煅烧温度实现非反应性烧结，提高NASICON电解质的致密度和离子电导率，并解决磷损失问题，实现高临界电流密度和长期稳定循环。
2026-09-15 cond-mat.mtrl-sci
Investigation of the effect of the grain sizes on the dynamic strength of the fine-grained alumina ceramics obtained by Spark Plasma Sintering
本研究通过放电等离子烧结制备不同晶粒尺寸的细晶氧化铝陶瓷，采用分离式霍普金森压杆测试其动态强度，首次发现动态强度随晶粒尺寸呈非单调变化，峰值出现在晶粒约2.9-3微米时，亚微米区强度下降与烧结密度降低相关。
2022-04-21 cond-mat.mtrl-sci
Additive manufactured isotropic NdFeB magnets by stereolithography, fused filament fabrication, and selective laser sintering
磁性各向同性NdFeB粉末通过以下增材制造方法进行加工：（i）立体光刻（SLA），（ii）熔丝制造（FFF）和（iii）选择性激光烧结（SLS）。首次使用基于立体光刻的方法来3D打印硬磁材料。FFF和SLA使用聚合物基质材料作为粘合剂，SLS直接烧结粉末。所有方法都使用相同的硬磁NdFeB粉末材料。具有优异表面质量的小特征尺寸的复杂磁体可以用SLA打印。研究和比较了处理后样品的磁性能。SLA可以打印剩磁为388 mT、矫顽力为0.923 T的磁体。一个复杂的速度轮传感应用的磁性设计，并与所有的方法打印。
2019-11-07 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Enhanced strength-ductility combination by introducing bimodal grains structures in high-density oxide dispersion strengthened FeCrAl alloys fabricated by spark plasma sintering technology
本研究通过机械合金化与放电等离子烧结技术制备ODS FeCrAl合金，引入双峰晶粒结构，利用超高密度纳米氧化物与背应力强化机制，实现强度与塑性协同提升，为耐事故燃料包壳材料提供新方案。
2023-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Non-Equilibrium Spark Plasma Reactive Doping Enables Highly Adjustable Metal to Insulator Transitions and Improved Mechanical Stability for VO2
虽然二氧化钒（VO 2）在室温附近表现出最突然的金属-绝缘体转变（MIT）特性，但由于与V4+相关的高度复杂性和猜测，目前对其MIT功能的调节是不够的。在此，我们展示了一种火花等离子体辅助反应烧结（SPARS）方法，可以在很短的时间内（~10分钟）同时实现VO 2的原位掺杂和烧结。这使得通过覆盖Ti、W、Nb、Mo、Cr和Fe的掺杂元素调节VO 2的电子结构具有高度的便利性和灵活性，从而导致其金属-绝缘体转变温度（TMIT）和基本电阻率的宽范围调节。此外，高熔点掺杂氧化物的复合效应也大大提高了掺杂VO 2的机械强度。MIT性能的高度可调性和改善的机械性能进一步为VO 2在电力电子、热致变色和红外伪装方面的实际应用铺平了道路。
2023-01-02 cond-mat.mtrl-sci
Three-dimensional non-isothermal phase-field modeling of microstructure evolution during selective laser sintering
预测选择性激光烧结（SLS）过程中的微观结构具有重要意义，它可以用有效的计算设计工具补充当前时间和成本昂贵的试错原理。然而，由于SLS过程中的复杂物理现象，模拟其微观结构演变仍然是一个巨大的挑战。本文采用三维有限元相场法对SLS单次扫描过程进行了模拟，揭示了SLS过程与显微组织的关系。我们使用了一个一致的非等温相场模型，包括各种物理（即部分熔化，孔隙结构的演变，扩散，晶界迁移，耦合传热），和粉末床和激光功率吸收的相互作用。初始粉层由离散元法生成。此外，我们在手稿中提出了一种新的算法模拟最小着色问题，并设法模拟一个系统的200粒颗粒跟踪使用低至8个非保守的序参量。所开发的模型被示出捕捉有趣的现象，这是无法访问的传统的等温模型。具体而言，应用该模型的不锈钢316 L粉末的SLS，我们确定的影响，激光功率和扫描速度的微观结构指标，包括孔隙率，表面形态，温度分布，晶粒几何形状，和致密化。我们进一步验证了孔隙率演化过程中的一阶动力学，并证明了所开发的模型在预测SLS过程中致密化因子与比能量输入的联系中的适用性。
2019-02-20 cond-mat.mtrl-sci
Electric Charge Transport and Dielectric Properties of the Barium Titanate Ceramics Obtained by Spark-Plasma Sintering with Different Carbon Content
Institute of Physics of the National Academy of Sciences of Ukraine（乌克兰国家科学院物理研究所）；Educational Scientific Institute of High Technologies, Taras Shevchenko National University of Kyiv（基辅塔拉斯舍甫琴科国立大学高等技术教育科学研究所）；Frantsevich Institute for Problems in Materials Science, National Academy of Sciences of Ukraine（乌克兰国家科学院弗兰采维奇材料科学问题研究所）；Department of Chemistry, Stockholm University（斯德哥尔摩大学化学系）；Department of Physical Materials Science and Heat Treatment, National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”（乌克兰国立技术大学“伊戈尔·西科尔斯基基辅理工学院”物理材料科学与热处理系）
本研究通过SPS制备不同碳含量的BaTiO3陶瓷，发现其导电性遵循Mott定律，介电极化率高达10^5-10^6量级，且碳浓度影响电阻率与介电性能。
2026-01-23 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of CaKFe$_4$As$_4$ bulk samples with high critical current density using a spark plasma sintering technique
本文采用放电等离子烧结技术合成高密度CaKFe$_4$As$_4$块体，显著改善晶粒连通性，并在4.2 K、5 T下实现18 kA cm$^{-2}$的迄今最高铁基超导多晶临界电流密度。
2024-03-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Tuning the spontaneous exchange bias effect in La1.5Sr0.5CoMnO6 with sintering temperature
本研究通过改变烧结温度调控La1.5Sr0.5CoMnO6双钙钛矿的晶粒尺寸，发现自发交换偏置效应随平均晶粒尺寸增加而系统性增强，并从孔隙率和晶粒形貌对磁界面交换耦合的影响角度进行了讨论。
2024-04-29 cond-mat.mtrl-sci
Effect of varying preheating temperatures in electron beam powder bed fusion: Part I Assessment of the effective powder cake thermal conductivity
使现有EB-PBF工艺参数适应新的粉末材料系统的主要障碍之一是控制预热条件，使得每层粉末导致足够的部分烧结以产生连贯的粉末饼。为了能够理解粉末烧结过程并使其适用于其他材料，我们必须查看粉末床的烧结程度和有效导热系数。深入了解这些特性将有助于定制预热条件，此外，在构建完成后更容易去除/去除复杂部件的粉末，而不会影响预热现象的优势。本研究评估了预热温度对原位粉饼性质的影响。采用三种不同的预热温度（650 °C、690 °C和730 °C）对Ti-6Al-4V粉末块进行预热，并且在每个独立构建中，制造独特的粉末捕获伪影，以便能够使用X射线计算机断层成像分析原位粉末块特性。得到了改变预热温度后的粉饼导热系数的解析模型。结果表明，在给定的预热温度下，粉饼的有效导热系数强烈地依赖于堆积密度、接触尺寸比和配位数。随着预热温度的升高，粉饼的堆积密度（从58.42%到61.87%）、接触尺寸比（从0.45到0.48）、配位数（从3.36到3.58）和有效导热系数（从1.75到2.11 W/m/K）均呈线性增加。
2021-07-30 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Effect of nanometer-sized B powder on phase formation of polycrystalline MgB2
采用原位高温电阻率测量技术研究了B粉对MgB 2相形成的尺寸效应。相形成的起始温度Tonset和完成温度TPF在进行中的热过程期间直接确定。使用纳米B和Mg粉末（NanoB-MgB 2）合成的样品的这两个温度、T起始温度和TPF分别为440 ℃和490 ℃，与使用微米B和纳米Mg粉末（MicroB-MgB 2）的样品的T起始温度和TPF相同。这表明MgB 2的相形成温度不依赖于B粉末的尺寸。另一方面，对于NanoB-MgB 2，烧结温度TN的上限（在该上限以上样品失去超导性）低于750 ℃，远低于使用微米尺寸的B粉末和毫米尺寸的Mg粉末（DM-MgB 2）制备的MgB 2的980 ℃。与直接在650 ℃ < TN下烧结的样品相比，观察到MgB 2相的晶体结构发生了有趣的不可逆转变，样品经历了在750 ℃下初始烧结，然后在再研磨和压制过程之后在富Mg环境中在650 ℃下再烧结的阶段。可能的解释所观察到的属性进行了讨论。
2004-10-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
The Impact of Inter-grain Phases on the Ionic Conductivity of LAGP Solid Electrolyte Prepared by Spark Plasma Sintering
本研究量化了不同放电等离子烧结条件下LAGP固体电解质中晶间相的3D形貌、成分对离子导电性的影响，发现680°C制备时无序Li9Al3(P2O7)3(PO4)2相主导晶间区域可实现最佳离子导电性。
2022-11-11 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
From nanoparticles to nanocrystalline bulk: Field assisted sintering of silicon nanoparticles
纳米晶体块体材料对于许多应用是期望的，因为它们结合了机械强度和特定的电子传输性质。我们自下而上的方法从定制的纳米颗粒开始。压实和热处理是至关重要的，但通常最后阶段烧结伴随着快速晶粒生长，这破坏了纳米结晶。对于导电纳米颗粒，场激活烧结技术克服了这个问题。尽管有固结，但仍保持了小粒度。然而，具有高度实际影响的基本原则尚未得到充分阐明。在这个结合实验和理论的工作，我们展示了如何在烧结过程中发展的微观结构相关的电流通过粉末使用高掺杂的硅纳米粒子作为模型系统的渗流路径。可以获得纳米晶块体材料和均匀的微观结构。为此，不仅需要由于压实而产生电流路径，而且需要由于焦耳加热而产生衰变。在微米尺度上观察到的密度波动归因于模拟粉末网络的比热分布。
2011-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
On some peculiarities of Fe - Ni - Al powder mixture properties fabricated by pressing and shock-wave compaction
本文介绍了用高温压制、后续烧结和爆炸冲击波压制制备Fe-Ni- Al复合材料的工艺参数和物理性能。在相同的前驱体粉末参数（颗粒的尺寸和形状、混合方式和填充密度）下，使用不同的工艺制备的材料性能的比较点在于它们的相组成、金相和缺陷结构、孔隙率和一些物理性能的差异。
2006-09-30 cond-mat.mtrl-sci
Microstructure and mechanical properties of mechanically-alloyed CoCrFeNi high-entropy alloys using low ball-to-powder ratio
针对高熵合金制备方法复杂且成本高的问题，本研究开发了一种基于低球料比（5:1）的机械合金化新方法，结合放电等离子烧结技术制备了CoCrFeNi高熵合金，并验证了其在不同球磨及热处理条件下具有优异的力学性能。
2023-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Structural and electrical properties of Sn substituted double sintering derived Ni-Zn ferrite
以氧化镍（NiO）、氧化锌（ZnO）、氧化铁（Fe 2 O3）和氧化锡（SnO 2）为原料，采用标准的双烧结工艺制备了Sn取代的Ni-Zn铁氧体。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、直流电阻率和介电性能测试等手段对材料的结构和电学性能进行了研究。额外的中间相已被检测到，随着逆立方尖晶石相的Ni-Zn铁氧体。Sn取代的Ni-Zn铁氧体中观察到晶粒尺寸的增强。用双探针法研究了直流电阻率随温度的变化。直流电阻率降低，而介电常数增加，增加锡含量的Ni-Zn铁氧体。所制备的样品的介电常数足够高，以将这些材料用于基于电容元件或能量存储原理的小型化存储器件中。
2016-06-27 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced thermoelectric performance in spark plasma textured bulk n-type BiTe2.7Se0.3 and p-type Bi0.5Sb1.5Te3
采用放电等离子体织构化方法制备了p型和n型碲化铋块材。从X射线衍射分析和电子背散射衍射测量证实了沿001方向的单轴载荷的织构发展。有趣的是，这些纹理化的样品优于通过传统的放电等离子体烧结（SPS）制备的样品，导致在ab平面中的热导率降低。在室温下，n型BiTe2.7Se0.3和p型Bi0.5Sb1.5Te3织构样品的品质因数分别比SPS织构样品提高了42%和33%，为应用开辟了新的途径。
2013-05-31 cond-mat.mtrl-sci
Effect of spark plasma sintering on the superconducting properties of Sm-based oxypnictide
利用放电等离子烧结（SPS）技术优化Sm基氧磷族化物（SmFeAsO0.80F0.20）超导性能，发现SPS提高样品密度但无法消除杂质相，增加密度对超导性能提升有限。
2025-05-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Uniaxial anisotropy and enhanced magnetostriction of CoFe$_2$O$_4$ induced by reaction under uniaxial pressure with SPS
在这项研究中，我们比较了磁性和磁致伸缩性能的多晶CoFe $_2$ O $_4$丸，由三种不同的方法，重点是使用放电等离子烧结（SPS）。该技术允许在施加单轴压力的同时进行非常短的热处理阶段。SPS用于烧结钴铁氧体，但也用于进行相同陶瓷组合物的反应和烧结（反应烧结）。磁性和磁致伸缩测量表明，SPS反应烧结诱导单轴各向异性，而不是一个简单的烧结过程的情况下。然后，诱导的各向异性预计是单轴压力下的反应的结果。这种各向异性增强了样品的磁致伸缩性能，其中获得了$-229$ ~ppm的最大纵向磁致伸缩。由于所需的处理时间短（22分钟），该过程可以是磁退火的有希望的替代方案。
2018-03-26 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Cold Sintering Process (CSP) on the Electro-Chemo-Mechanical Properties of Gd-doped Ceria (GDC)
在这份报告中，冷烧结工艺（CSP）对10摩尔%的Gd掺杂氧化铈（GDC）的电化学机械性能的影响进行了研究。高纯度纳米级GDC粉末在纯水中通过冷烧结工艺（CSP）烧结，然后在1000 °C下进行后退火。所得CSP陶瓷具有高的相对密度（~92%），超细晶粒尺寸为~100 nm。该样品示出了与通过常规烧制（即在1450 °C下在空气中烧结）制备的样品相当的在中/高温下的电化学性质和在室温下的机电性质。此外，在CSP样品中还观察到大的蠕变常数以及低的弹性模量和硬度。
2020-06-16 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Improved Current Densities in MgB2 By Liquid-Assisted Sintering
通过Mg、B和GAN粉末的反应制备了添加GAN的MgB2多晶样品。Ga的存在导致低熔点共晶相，其允许液相烧结并产生板状晶粒。对于低水平GAN添加物（5%at.在1T磁场中，临界电流密度Jc在5K和20K时分别提高了2倍和10倍。所获得的值接近热等静压样品的值。
2005-04-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Electro-Chemo-Mechanical Properties in Nanostructured Ca-doped Ceria (CDC) by Field Assisted Sintering
最近的研究表明，高氧缺陷的氧化铈产生的非经典电致伸缩，是优于铅基铁电体。在这项工作中，我们报告了场辅助放电等离子烧结（SPS）对钙掺杂氧化铈（CDC）的电化学机械性能的影响。纳米粉末的钙。10 nm的纳米颗粒迅速固结，形成具有高度结晶无序的多晶纳米结构。值得注意的是，所得到的材料表现出大的机电应变，而没有频率相关的弛豫效应。我们得出结论，CDC材料中的机电活动严格依赖于Ca-VO相互作用，而在晶界的无序有轻微的影响。
2020-06-16 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Flash microwave pressing of zirconia
微波压制是降低微波烧结温度、稳定微波粉末材料加工的一种很有前途的方法。对调压辅助微波谐振腔进行了多物理场模拟。该模拟考虑了共振现象和氧化锆的非线性温度依赖性材料参数。微波系统和氧化锆的固有特性使得微波压制过程的调节困难。然而，相同的现象可用于激活闪速烧结。闪速微波烧结使用谐振微波曲线的高电场、氧化锆电阻率的负温度行为（NTC）以及经由模具压实配置施加到粉末的机械压力。所得到的快速微波压制在加工材料结构均匀性方面仍然需要改进，但它有能力成为最快的烧结处理，因为它允许室温活化，其中总加工时间仅需要几秒钟。此外，这种10- 20秒的处理技术已显示出良好的潜力，提高氧化铝预烧结试样的透明度。
2020-11-21 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Reflectance spectral studies of spark plasma sintered tungsten carbide pellet
本文测量放电等离子烧结多晶WC在0.1–2.5 eV的反射光谱，发现约0.6 eV的低能等离子体激发与太阳光截止能及从头算相符，表明其适合作为太阳选择性吸收体。
2024-11-24 cond-mat.mtrl-sci
Dispersion of Boron Nitride Powders in Aqueous Suspensions with Cellulose
氮化物和碳化物陶瓷颗粒在水中的分散是困难的，因为它们的表面上不存在羟基。氮化硼也不例外，尽管它有许多应用，但迄今为止还没有发现有效的分散剂。我们在这里展示了两种纤维素衍生物的分散性能的六方氮化硼粉末，羟乙基纤维素和甲基纤维素。研究了颗粒尺寸和纤维素浓度的影响。通过等温吸附证实了纤维素在BN颗粒表面的吸附。Zeta电位测量显示了纤维素的电荷屏蔽效应。所获得的悬浮液是高度负载的并且相对于pH稳定，并且因此可以导致BN颗粒和烧结添加剂的均匀共分散。
2017-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Fabrication of Dense Ultrafine-Grained MoW, MoWNb, and MoWNbTa Alloys: Influence of Cobalt Doping on Sintering and Grain Growth
University of California San Diego（加州大学圣迭戈分校）
通过高能球磨和等离子体烧结制备超细晶MoW等合金，研究发现钴掺杂能显著提高烧结密度并抑制晶粒生长。
2026-01-01 cond-mat.mtrl-sci
Influence of P2O5 and SiO2 addition on the phase, microstructure, and electrical properties of KNbO3
在这方面的贡献，P2 O 5和SiO2的添加对相，显微结构和KNbO 3的电性能的影响进行了研究。通过混合氧化物法制备了通式为（1-x）KNbO 3·xP 2 O 5（x = 0.03，0.05）和（1-x）KNbO 3·xSiO 2（x = 0.1）的样品粉末。通过TG/DTA研究了混合研磨的粉末的热行为，其显示在30 < T < 1200 ℃的温度范围内的总重量损失为33.4wt%，并且在约795 ℃下发生结晶相变。结果表明，P_2O_5作为烧结助剂，可使KNbO_3的烧结温度降低约30 ℃，并促进KNbO_3的致密化。使用X-射线衍射表征在加工的各个阶段的样品组合物。在T < 1020 C烧结的样品显示主要是KNbO 3，同时有一对低强度的K3 NbO 4峰作为第二相。（1-x）KNbO_3·xSiO_2（x = 0.1）样品的SEM图像显示，随着烧结温度从1000 ℃升高到1020 ℃，平均晶粒尺寸从3.76 μ m略微增加到3.86 μ m。由于P2 O 5和SiO2的加入以及所施加的AC信号的频率，观察到介电常数和损耗角正切的强烈变化。
2018-07-19 cond-mat.mtrl-sci
Observation of plastoferrite character and semiconductor to metal transition in soft ferromagnetic Li0.5Mn0.5Fe2O4ferrite
通过在强酸性溶液中进行化学反应，然后在800 ℃以上烧结化学路线粉末，制备了Li 0.5Mn 0.5Fe 2 O 4铁氧体。当烧结温度> 1000 ℃时，表面形貌呈现塑性铁素体特征。机械软化的金属-氧键在较高的测量温度刺激离域的载流子，这是强烈本地化的尖晶石结构在较低的温度下的A和B网站。在交流电导率曲线上，电荷离域过程激活了半导体到金属的转变，分别服从Jonscher幂律和Drude方程。介电常数曲线的频率依赖性也证实了金属状态。
2013-09-18 cond-mat.mtrl-sci
Giant coercivity of dense nanostructured spark plasma sintered barium hexaferrite
由于稀土元素资源有限，铁氧体磁体需要大幅度改进。理想情况下，对于真正的硬磁体，矫顽场应该大于饱和磁化强度，这对于铁氧体尚未实现。因此，可以在制造非常细晶粒的铁氧体磁体中找到替代方案，但通常不可能将小晶粒和致密材料结合在一起。本文表明，放电等离子烧结法能够生产出约80%的晶粒小于100纳米的致密材料。所制备的块状烧结各向异性磁体具有0.5 T的矫顽磁场，这是约60%的理论极限，只有几个百分比低于松散的纳米粉末。结果，磁体表现得接近理想（BH平面第二象限中的斜率为-1.18），并且能量积达到8.8kJ m-3，这是据我们所知在各向同性铁氧体磁体中实现的最高值。
2011-03-30 cond-mat.mtrl-sci
Ultra-uniform Nanocrystalline Materials via Two-Step Sintering
具有<100 nm晶粒尺寸和优异性能的纳米晶体金属和陶瓷（例如，机械强度、硬度、断裂韧性和存储的介电能量）是非常重要的。关于实现纳米晶粒已经讨论了很多，但是对于保持对材料可靠性至关重要的晶粒尺寸均匀性知之甚少。一个特别有趣的问题是，是否有可能获得比Hillert[1]理论上预测的正常晶粒生长更窄的粒度分布，这是Lifshitz、Slyozov、Wagner（LSW）[3，4]和Hillert的广义平均场论[2]提出的一种可能性，但在实践中从未实现。我们证明，这可以实现在散装材料与适当设计的两步烧结路线，（a）利用在中间烧结阶段的大生长指数，以形成最均匀的微观结构，尽管孔隙率剩余，和（b）冻结的晶粒生长，同时继续致密化，以达到全密度。所得的致密块状Al 2 O3陶瓷具有34 nm的平均晶粒尺寸和比Hillert的预测窄得多的尺寸分布。使用这种策略还证明了粒度分布比起始粉末的粒度分布更窄的块体Al 2 O3，以及高度均匀的高纯度和高熔点（Mo和W-Re）或高度复杂成分（核-壳BaTiO 3和0.87BaTiO 3 -0.13Bi（Zn 2/3（Nb0.85Ta0.15）1/3）O3）的块体工程金属和陶瓷。
2020-09-10 cond-mat.mtrl-sci
Tailoring high-entropy alloys via commodity powders for metal injection moulding: A feasibility study
本文研究利用Ni625、Invar36和CoCrF75商品化粉末通过金属注射成形制备非等原子比CoCrFeNiMox型高熵合金，验证了以低成本获得单一FCC相和良好力学性能的可行性。
2024-07-03 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis, Structural, Electrical and Microchemistry Properties of Novel (LSCFM) LaxSr1-xCo1-y-zFeyMnzO3-δ (x=0.4, 0.6, 0.8, y=0.4, 0.8 and z=0.1, 0.2) Perovskites for SOFC Applications
钙钛矿是具有通式ABO 3的混合氧化物。已经发现许多不同的组合物是可能的，并且它们的数量由于它们的特性而快速增长，这些特性使得它们对于各种应用是理想的，例如用于固体氧化物燃料电池（SOFC）的阴极的制造。通过混合工业粉末制备了LaxSr 1-xCo 1-y-zFeyMnzO 3-δ（x=0.4，0.6，0.8，y=0.4，0.8和z=0.1，0.2）氧化物粉末，命名为LSCFM。粉末已被研究作为化学计量的函数，并已确定使用Rietveld分析的晶体结构参数。在低温烧结（1100 ℃）下，通过考虑两个立方钙钛矿相（x=0.4）或一个立方相和一个正交相（x=0.6、0.8），分别获得了每个烧结样品的结构分析结果。显微组织分析表明，最大晶粒尺寸约为0.63 μm。在1100 ℃下退火的样品（几乎为单相样品）表现出1.29 \times 103（Ω \cdot cm）-1的电导率。在1250 ℃烧结的样品具有更高的电导率，但接近最大值的曲线更尖锐。我们认为，低温烧结显示两相系统具有更宽的曲线最大值和高的电导率，为未来的应用在SOFC。
2011-07-30 cond-mat.mtrl-sci
Mechanical-microstructural correlation on SPS-fabricated NiTi alloy
Czech Technical University（捷克理工大学）；Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）
本研究针对SPS制备的NiTi合金，建立了力学性能与微观结构的关联，明确了孔隙对超弹性响应及循环失效的影响，为其工程应用提供了性能-结构关联依据。
2026-08-18 cond-mat.mtrl-sci
