放电等离子烧结用石墨模具制造技术

本实用新型专利技术涉及一种放电等离子烧结用石墨模具，包括外石墨套筒、内石墨套筒、上压头组件和下压头组件，所述外石墨套筒上开设有测温孔，所述内石墨套筒置于所述外石墨套筒内，所述上压头组件从外石墨套筒的上端插入所述外石墨套筒，所述下压头组件从外石墨套筒的下端插入所述外石墨套筒，所述上压头组件自上而下依次设有第一上压头、上石墨垫片和第二上压头，所述下压头组件自上而下依次设有第二下压头、下石墨垫片和第一下压头，且所述第二上压头、第二下压头与内石墨套筒围成用于放置烧结粉末的反应室。本石墨模具采用高纯石墨和石墨纸结合而成，具有高导电性、抗氧化性强以及使用寿命长的优点。用寿命长的优点。用寿命长的优点。

【技术实现步骤摘要】
放电等离子烧结用石墨模具


[0001]本技术涉及石墨模具，具体涉及一种放电等离子烧结用石墨模具。

技术介绍

[0002]放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering，简称SPS)又称“等离子活化烧结”(Plasma Etivated Sintering，简称PAS)是制备功能材料的一种全新技术，其主要特点是为脉冲直流电直接通过石墨模具，从而产生大量的焦耳热，能实现极快的可达200K/min升温速率，与常规烧结技术相比，其能够在相对低的烧结温度下、较短时间内实现接近理论值的密度。放电等离子烧结必须使用专门配套的模具，但是现有的模具存在脱模难的缺点。

技术实现思路

[0003]为了克服上述缺陷，本技术提供一种放电等离子烧结用石墨模具，该石墨模具采用高纯石墨和石墨纸结合而成，具有高导电性、较高的电阻率、足够的机械强度、热变形性小、耐高温、抗氧化性强以及使用寿命长的优点。
[0004]本技术为了解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0005]一种放电等离子烧结用石墨模具，包括外石墨套筒、内石墨套筒、上压头组件和下压头组件，所述外石墨套筒上开设有测温孔，所述内石墨套筒置于所述外石墨套筒内，所述上压头组件从外石墨套筒的上端插入所述外石墨套筒，所述下压头组件从外石墨套筒的下端插入所述外石墨套筒，所述上压头组件自上而下依次设有第一上压头、上石墨垫片和第二上压头，所述下压头组件自上而下依次设有第二下压头、下石墨垫片和第一下压头，所述第二上压头和第二下压头插入所述内石墨套筒内，且所述第二上压头、第二下压头与内石墨套筒围成用于放置烧结粉末的反应室。
[0006]优选地，所述第二上压头靠近反应室的下端面上设有上石墨纸，所述第二下压头靠近反应室的上端面上设有下石墨纸。
[0007]优选地，所述外石墨套筒为内部中空的圆柱体结构，所述测温孔开设于所述外石墨套筒的轴向正中间位置且沿外石墨套筒径向方向开设。
[0008]优选地，所述第一上压头与第一下压头皆为圆柱体结构且两者的大小相等，所述上石墨垫片和下石墨垫片皆为圆柱体结构且两者的大小相等，所述第二上压头与第二下压头皆为圆柱头结构且两者的大小相等。
[0009]优选地，所述内石墨套筒为内部中空的圆柱体结构，且该内石墨套筒的外径小于所述外石墨套筒的内径且内石墨套筒刚好嵌入外石墨套筒的内径中，所述第一上压头、上石墨垫片、第一下压头和下石墨垫片的直径皆与所述内石墨套筒的外径相同，所述第二上压头和第二下压头的直径小于所述内石墨套筒的内径，且该第二上压头和第二下压头刚好嵌入所述内石墨套筒的内径中。
[0010]优选地，所述外石墨套筒、内石墨套筒、第一上压头、上石墨垫片、第二上压头、第二下压头、下石墨垫片和第一下压头皆采用高纯石墨材料制备而成，所述上石墨纸和下石
墨纸皆为高温纯化后的石墨纸。
[0011]本技术的有益效果是：
[0012]1)本技术中内石墨套筒嵌入外石墨套筒中，外石墨套筒上设有测温孔，该测温孔用于安装热电偶从而实时检测温度，第二上压头和第二下压头分别嵌在内石墨套筒的上下两端，第一上压头和第一下压头分别嵌在外石墨套筒的上下两端，两个上压头之间设有上石墨垫片，两个下压头之间设有下石墨垫片，所述第二上压头、第二下压头和内石墨套筒之间形成的空腔为烧结反应室，工作时，将待烧结粉末放置于反应室，再将石墨模具放置在放电等离子烧结设备中，通电使得整个模具均匀受热升温，与此同时压力作用于第一上压头和第一下压头，推动上石墨垫片与下石墨垫片向内石墨套筒移动加压，最终将压力作用到烧结粉末上，使得粉末试样在受压力被加热的状态下进行烧结。由于放电等离子烧结设备在高温下通直流脉冲电源进行烧结，电离了烧结粉末，对烧结的压力大大降低，改善了机械强度，提高了生产效率，降低了成本；
[0013]2)本技术中采用了内、外两个石墨套筒配合使用，且采用了直径不同的两个上压头、直径不同的两个下压头，且在烧结粉末与压头之间设有石墨纸，因此模具拆卸方便，操作过程中便于气体逸出，冷却后气体物料不易粘结在模具上，便于物料的脱模；本石墨模具采用高纯石墨和石墨纸结合而成，具有高导电性、较高的电阻率、足够的机械强度、热变形性小、耐高温、抗氧化性强以及使用寿命长的优点。
附图说明
[0014]图1为本技术的结构示意图；
[0015]图2为本技术的剖面图；
[0016]图中：10
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外石墨套筒，11
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测温孔，20
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内石墨套筒，21
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反应室，30
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上压头组件，31
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第一上压头，32
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上石墨垫片，33
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第二上压头，34
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上石墨纸，40
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下压头组件，41
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第一下压头，42
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下石墨垫片，43
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第二下压头，44
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下石墨纸。
具体实施方式
[0017]下面将结合本技术实施例，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0018]需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以使这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0019]为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特
征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
[0020]实施例：如图1和图2所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种放电等离子烧结用石墨模具，其特征在于：包括外石墨套筒(10)、内石墨套筒(20)、上压头组件(30)和下压头组件(40)，所述外石墨套筒(10)上开设有测温孔(11)，所述内石墨套筒(20)置于所述外石墨套筒(10)内，所述上压头组件(30)从外石墨套筒(10)的上端插入所述外石墨套筒(10)，所述下压头组件(40)从外石墨套筒(10)的下端插入所述外石墨套筒(10)，所述上压头组件(30)自上而下依次设有第一上压头(31)、上石墨垫片(32)和第二上压头(33)，所述下压头组件(40)自上而下依次设有第二下压头(43)、下石墨垫片(42)和第一下压头(41)，所述第二上压头(33)和第二下压头(43)插入所述内石墨套筒(20)内，且所述第二上压头(33)、第二下压头(43)与内石墨套筒(20)围成用于放置烧结粉末的反应室(21)；所述第二上压头(33)靠近反应室(21)的下端面上设有上石墨纸(34)，所述第二下压头(43)靠近反应室(21)的上端面上设有下石墨纸(44)；所述外石墨套筒(10)、内石墨套筒(20)、第一上压头(31)、上石墨垫片(32)、第二上压头(33)、第二下压头(43)、下石墨垫片(42)和第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓丽，
申请(专利权)人：美尔森先进石墨昆山有限公司，
类型：新型
国别省市：