1 放電等離子燒結技術概況 “放電等離子燒結”（Spark Plasma Sintering,SPS）又稱“等離子活化燒結”（Plasma ActivatedSintering, PAS），是1990 年代出現的材料制備新技術之一。它是利用脈沖大電流直接施加于模具和樣品上，產生體加熱(如圖1 所示)，使被燒結樣品快速升溫；同時，脈沖電流引起顆粒間的放電效應，可凈化顆粒表面，實現快速燒結，有效地抑制顆粒長大。傳統的熱壓燒結主要是由通電產生的焦耳熱（I2R）和加壓造成的塑性變形這兩個因素來促使燒結過程的進行。而SPS 過程除了上述作用外，在壓實顆粒樣品上施加了由特殊電源產生的直流脈沖電流，并有效利用在粉體顆粒間放電所產生的自身發(fā)熱作用[1] 。SPS 脈沖電流的作用及效果可概括為圖2[2]。目前在國外，尤其是在日本，用 SPS 制備新材料的研究較多，部分產品已投入生產。SPS 可以加工的材料種類如表1 所示[3]。利用其特定的優(yōu)點，SPS 系統已經成功地應用于梯度功能材料（FGM）、金屬基復合材料（MMC）、纖維增強復合材料（FRC）、多孔材料和高致密度、細晶粒陶瓷等各種新材料的制備，同時在硬質合金的燒結、多層金屬粉末的同步焊接（bonding）、陶瓷粉末和金屬粉末的焊接以及固體-粉末-固體的焊接等方面已有廣泛的應用[4]。

2 SPS 在制備磁性材料中的應用

2.1 軟磁材料的制備軟磁材料大多用于通訊、電力等領域。這種材料的主要特點是要求合適的成分、特殊的燒結和熱處理條件及具有高的密度[5]。而SPS 法能在較短的時間里獲得很高的致密度，基于此，SPS 法在燒結軟磁材料中有應用前景，目前，此領域已經有大量的研究。2.1.1 Mn-Zn 鐵氧體[2]Mn-Zn 鐵氧體是一種應用廣泛的高頻軟磁材料，為減小高頻（1MHz 以上）渦流損耗，需要細化晶粒。采用共沉Mn0.55Zn0.40Fe2.25O4 粉在1000℃煅燒，然后用SPS 技術合成，獲得了晶粒細?。s1μm）的致密材料（相對密度＞99%）。晶粒細化后，材料的矯頑力Hc 有所增高，但渦流損耗約降為傳統燒結方法的1/3。2.1.2 鐵硅鋁磁合金(sendust)/鎂鐵氧體復合材料文獻[6]研究了利用sendust (86.5Fe-6Si-4Al-3.5Ni，wt%)和鎂鐵氧體在不同體積比的情況下用SPS 燒結的結果，發(fā)現sendust 含量為65～85vol%的混合物燒結后，飽和磁感應強度介于1.26～1.03T 之間，75vol%的sendust 和25vol%的鎂鐵氧體的混合物在燒結后達到最佳的磁性能和致密度。2.1.3 塊狀納米晶Fe-M-B 系軟磁合金[7]Fe-M-B 系軟磁合金可用快淬方法制成非晶薄帶，但卻難以制成非晶塊體，因為對塊體難以提供足夠高的冷卻速度。為了獲得鐵基非晶或納米晶塊體軟磁材料，文獻[8]報道了采用SPS 處理的方法，即先將由非晶薄帶經球磨制成的50～150μm非晶粉末裝入WC/Co 合金模具內，并在SPS 設備上燒結(真空度1×10－2Pa 以下，升溫速度0.09～1.7K/s，溫度673～873K，壓力590MPa)，而后再把所得燒結體在1×10－2Pa 真空下，以3K/s 的速度加熱到923K，保溫1h 后制成。燒成后相對密度達到97%，得到20～30nm 納米晶塊體材料，矯頑力Hc 為12A/m，最大磁導率(μm)29800, 100Hz 下的動態(tài)磁導率(μe)3430，顯示出較好的軟磁性能。