放电等离子烧结技术的发展和应用
放电等离子体烧结
放电等离子体烧结
放电等离子体烧结是一种先进的材料加工技术，通过放电等离子体的高温、高能量作用，实现材料的烧结和熔融，从而制备出具有优异性能的复杂形状零件。
这种技术在金属、陶瓷、复合材料等领域都有着广泛的应用。
放电等离子体烧结技术的原理是利用高压电场使气体放电产生等离子体，等离子体在电场的作用下加热材料并使其烧结。
这种烧结方式具有高温、高能量、高速等特点，可以实现材料的快速烧结和熔融，从而大大提高材料的致密性和机械性能。
在金属材料加工中，放电等离子体烧结可以实现对金属粉末的高效烧结，制备出高强度、高硬度的金属零件。
同时，还可以实现对金属表面的改性处理，提高金属的耐磨性和耐腐蚀性。
在陶瓷材料加工中，放电等离子体烧结可以实现对陶瓷粉末的快速烧结，制备出高强度、高韧性的陶瓷制品。
在复合材料加工中，放电等离子体烧结可以实现对复合材料的烧结和熔融，制备出具有优异性能的复合材料制品。
放电等离子体烧结技术具有许多优点，如烧结速度快、烧结温度高、烧结效果好等。
与传统的烧结方法相比，放电等离子体烧结可以大大缩短加工周期，提高生产效率，降低生产成本。
此外，放电等离子体烧结还可以实现对材料的局部加热和局部烧结，实现对复杂形状零件的加工，提高材料的利用率和加工精度。
随着科技的不断进步，放电等离子体烧结技术在材料加工领域的应用将会越来越广泛。
通过不断的研究和创新，放电等离子体烧结技术将会为材料加工领域带来更多的突破和进步，为人类社会的发展做出更大的贡献。
相信在不久的将来，放电等离子体烧结技术将会成为材料加工领域的重要技术，为人类创造出更多的奇迹。
《放电等离子烧结制备MAX-cBN复合材料》
《放电等离子烧结制备MAX-cBN复合材料》篇一一、引言在当前的工业应用中，高性能的复合材料以其卓越的物理和化学性能受到广泛关注。
其中，MAX-cBN（由MAX相陶瓷和立方氮化硼（cBN）组成的复合材料）因其高硬度、高热导率和良好的化学稳定性，在机械加工、电子封装和热管理等领域具有广泛的应用前景。
本文将详细介绍放电等离子烧结技术在制备MAX-cBN复合材料中的应用及其优势。
二、放电等离子烧结技术概述放电等离子烧结（SPS）技术是一种利用脉冲电流进行加热的固相烧结方法。
它利用强大的电场产生高能量密度等离子体，将颗粒间隙内的空气排净，通过产生的焦耳热直接作用于颗粒，从而达到烧结目的。
这种方法能够有效地减小颗粒尺寸、增强材料性能、缩短制备周期。
三、MAX-cBN复合材料的制备（一）材料选择与配比在制备MAX-cBN复合材料时，选择合适的MAX相陶瓷和cBN粉末是关键。
MAX相陶瓷具有优异的力学性能和热稳定性，而cBN则以其高硬度、高热导率和良好的化学稳定性著称。
通过合理的配比，可以获得具有优异性能的MAX-cBN复合材料。
（二）放电等离子烧结过程在放电等离子烧结过程中，首先将MAX相陶瓷和cBN粉末混合均匀，然后放入模具中。
通过施加一定的压力和电压，利用脉冲电流产生的高能量密度等离子体进行烧结。
在烧结过程中，颗粒间的结合力逐渐增强，形成致密的复合材料。
四、放电等离子烧结技术的优势（一）高效率：放电等离子烧结技术能够在短时间内完成烧结过程，大大缩短了制备周期。
（二）低能耗：由于等离子体直接作用于颗粒，使得能量利用率高，降低了能耗。
（三）提高性能：放电等离子烧结技术可以减小颗粒尺寸，增强材料性能。
同时，高能量密度等离子体的作用使得颗粒间的结合力增强，有利于获得致密的复合材料。
五、实验结果与讨论通过放电等离子烧结技术制备的MAX-cBN复合材料具有优异的性能。
X射线衍射（XRD）分析表明，材料具有明显的MAX相和cBN相的特征峰；扫描电子显微镜（SEM）观察发现，材料具有致密的微观结构，颗粒间结合紧密；硬度测试表明，材料的硬度远高于单一MAX相陶瓷或cBN；热导率测试也显示出了良好的导热性能。
放电等离子体烧结技术课件
▪ 2000年6月武汉理工大学购置了国内首台SPS装置。 ▪ 随后上海硅酸盐研究所、清华大学、武汉大学等高校及科研机构也相继引进了
SPS装置, 用来进行相关的科学研究。
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放电等离子体烧结（SPS）简介
由于其独特的烧结机理, SPS技术具有升温速度快、烧 结温度低、烧结时间短、节能环保等特点, SPS已广泛 应用于纳米材料、梯度功能材料、金属材料、磁性材料 、复合材料、陶瓷等材料的制备。
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放电等离子烧结（SPS）的应用
将1700 C下用SPS分别烧结3 min和5 min的样品与常规方法在1500 C烧结 72 h的样品对比可以看出使用SPS方法得到的样品所用时间更短, 致密性更 好。
放电等离子体烧结技术
Spark Plasma Sintering（SPS）
课程：材料合成与制备
1
目录
1. 放电等离子烧结（SPS）简介 2. 放电等离子烧结（SPS）的基本原理 3. 放电等离子烧结（SPS）的优缺点 4. 放电等离子烧结（SPS）的应用
2
放电等离子体烧结（SPS）简介
SPS的发展
▪ 1930年, 美国科学家提出利用等离子体脉冲电流烧结原理, 直到1965年, 脉冲电流烧
结技术才在美、日等国得到应用。日本获得了SPS技术的专利, 但当时未能解决该 技术存在的生产效率低等问题, 因此SPS技术没有得到推广应用。
▪ SPS技术的推广应用是从上个世纪80年代末期开始的。 ▪ 1988年日本研制出第一台工业型SPS装置, 并在新材料研究领域内推广应用。 ▪ 由于SPS技术具有快速、低温、高效率等优点, 近几年国内外许多大学和科研机构
放电等离子烧结技术
放电等离子烧结技术概述放电等离子烧结技术是一种利用放电等离子体瞬间高温作用，将微米尺寸的粒子连结成块状材料的先进烧结工艺。
该技术可应用于金属、陶瓷和高分子材料的制备，广泛应用于航空航天、汽车工业、电子器件等领域。
原理放电等离子烧结技术主要依靠高能电子束、激光束或电弧产生的等离子体，对粉末进行加热、熔化、溶胶-凝胶相变及凝固等过程。
其主要步骤包括放电等离子体生成、能量传递、粉末加热和冷却固化。
1.放电等离子体生成：通过施加电弧、电子束或激光束，将电能转化为热能，形成高电离度的等离子体。
此过程会产生高温和高压的环境，使粉末表面瞬间熔化。
2.能量传递：放电等离子体中的高能电子、电荷、能量和动量会在粉末中传递。
高能电子的轰击使粉末中的原子、分子发生能级跃迁，从而引发化学反应、电子交换和原子结构的变化。
这些能量和动量的传递是改变粉末性质、形成块状材料的关键。
3.粉末加热：放电等离子体释放的能量使粉末中的粒子加热，粒子间的距离减小，表面融化形成胶体。
同时，粉末中的化学反应使胶体具有一定的粘结力，使粉末颗粒开始结合。
4.冷却固化：当放电停止时，粉末开始冷却。
冷却过程中，胶体迅速凝固，形成粒子间的连接。
这些连接在冷却固化后形成比较牢固的固结区，从而构成块状材料。
优点和应用放电等离子烧结技术具有以下优点：•高效性：放电等离子体的高能量传输和快速冷却固化过程，使得烧结时间大大缩短，提高了生产效率。
•成型性：该技术可实现复杂形状、高密度、均匀结合的材料制备，满足不同行业的需求。
•可控性：通过调整放电参数和粉末性质，可以控制物质的相变过程和烧结结构，达到所需的性能要求。
•应用广泛：放电等离子烧结技术可应用于制备各种材料，包括金属、陶瓷和高分子材料。
在航空航天、汽车工业、电子器件等领域有着广泛应用。
发展趋势放电等离子烧结技术在材料科学和工程领域的研究和应用仍在不断发展。
未来的发展趋势有：1.新材料研究：随着新材料的涌现，放电等离子烧结技术将继续为新材料的研发和制备提供有力的手段。
赛琅泰克 放电等离子烧结
赛琅泰克放电等离子烧结赛琅泰克（Spark Plasma Sintering，简称SPS）是一种先进的烧结工艺，可用于制备高性能陶瓷、金属和复合材料。
它利用了等离子体效应和放电现象，通过高电流和高压电场的作用，实现了快速、均匀、高效的烧结过程。
本文将详细介绍赛琅泰克的工作原理、优势和应用领域。
一、工作原理赛琅泰克烧结是一种非常特殊的烧结方法，它利用了电热效应和等离子体效应。
首先，需要将待烧结的粉末样品放置在石墨模具中，并施加适当的压力。
然后，通过两个电极施加高压电场，形成强大的电流通过样品。
在电流通过的同时，电极之间会产生放电，形成高温等离子体，从而使样品迅速升温。
最后，在高温和高压的作用下，样品的粒子发生固相扩散和塑性形变，从而实现烧结。
二、优势赛琅泰克烧结相比传统的烧结方法具有许多优势。
首先，由于烧结过程中使用了高温和高压电场，因此可以显著缩短烧结时间，提高烧结效率。
其次，赛琅泰克烧结可以实现样品的快速均匀加热，避免了传统烧结中的温度梯度和热应力问题，从而提高了材料的致密性和力学性能。
此外，由于烧结过程中样品没有接触到气氛，因此可以避免氧化和污染，得到高纯度的材料。
最后，赛琅泰克烧结还具有较低的能耗和环境污染，符合可持续发展的要求。
三、应用领域赛琅泰克烧结在材料科学领域有着广泛的应用。
首先，它可以用于制备高性能的陶瓷材料，如氧化物陶瓷、碳化硅陶瓷和氮化硅陶瓷等。
这些陶瓷材料具有优异的耐热、耐磨和绝缘性能，广泛应用于航空航天、能源和电子等领域。
其次，赛琅泰克烧结还可以用于制备金属材料，如钛合金、镍基高温合金和不锈钢等。
这些金属材料具有高强度、高韧性和良好的耐腐蚀性能，广泛应用于汽车、船舶和医疗器械等领域。
此外，赛琅泰克烧结还可以制备复合材料，如陶瓷基复合材料和金属基复合材料等，用于制备高性能的结构材料和功能材料。
赛琅泰克烧结是一种先进的烧结工艺，通过电热效应和等离子体效应实现材料的快速、均匀、高效烧结。
放电等离子体烧结技术
1 放电等离子体烧结的工艺 1.1放电等离子体烧结的设备
一般放电等离子体烧结设备主要由三部分组成
产生单轴向压 力的装置和烧 结模具，压力 装置可根据烧 结材料的不同 施加不同的压 力；
脉冲电流发生 器，用来产生 等离子体对材 料进行活化处 理
电阻加热设备
材料合成与制备
SPS装置的结构示意图
图1 为其装置简图。图2 为SPS 的电压、电流及外加压力与烧结 时间的关系曲线。其电流曲线主要由三段组成: (1) 脉冲大电流; (2) 稳态小电流; (3) 停止放电间隙。在稳态电流阶段, 仅施加很小 的压力; 放电间隙阶段施加大压力。
分电流加热模具，使模具开始对试样传热，试样温度升高，
开始收缩，产生一定的密度，并随着温度的升高而增大，
直至达到烧结温度后收缩结束，致密度达到最大。
材料合成与制备
1.3 等离子体烧结工艺参数的控制
烧结气氛 烧结气氛对样品烧结的影响很大（真空烧结情况除外）， 合适的气氛将有助于样品的致密化。
材料合成与制备
烧结温度 烧结温度的确定要考虑烧结体样品在高温下的相转变、
晶粒的生长速率、样品的质量要求以及样品的密度要求。一 般情况下，随着烧结温度的升高，试样致密度整体呈上升趋 势，这说明烧结温度对样品致密度程度有明显的影响，烧结 温度越高，烧结过程中物质传输速度越快，样品越容易密实。
但是，温度越高，晶粒的生长速率就越快，其力学性能就越差。而 温度太低，样品的致密度就很低，质量达不到要求。温度与晶粒大小 之间的矛盾在温度的选择上要求一个合适的参数。
业株式会社生产，SPS-1050）。
材料合成与制备
等离子体烧结技术的概念
等离子体 等离子体是宇宙中物质存在的一种状态，是除固、
放电等离子烧结技术的发展和应用
放电等离子烧结技术的发展和应用放电等离子烧结技术是一种先进的粉末冶金加工技术，已经在多个领域得到广泛应用。
该技术利用高能电子束通过等离子激发粉末颗粒，使其迅速熔化并相互凝结成块状材料。
以下将对其发展历程和应用进行叙述。
放电等离子烧结技术最早出现在20世纪60年代，起初用于制备高纯度金属材料。
随着计算机技术的发展和先进的机械设备的应用，该技术逐渐被引入到其他领域。
在20世纪80年代，放电等离子烧结技术得到了快速发展，相关装备的性能和稳定性得到了大幅提升。
放电等离子烧结技术的应用非常广泛。
首先，它在粉末冶金领域的应用非常成功。
通过控制放电参数和材料组分，可以获得粉末冶金材料的高密度、均匀性和良好的力学性能。
这种材料广泛应用于汽车、航空航天和船舶等领域的零部件制造。
其次，放电等离子烧结技术在纳米材料制备方面表现出了巨大的潜力。
通过精确控制放电参数和材料组分，可以制备出尺寸均一、结晶度高的纳米材料。
这些纳米材料具有独特的物理和化学性质，广泛应用于电子器件、生物传感器和催化剂等领域。
此外，放电等离子烧结技术在材料修复和再制造领域也有重要的应用。
例如，通过控制放电过程中的温度和压力，可以在材料表面修复裂纹和划痕。
此外，该技术还可以用于金属材料的再制造，将废旧材料和废品转化为可用的新材料。
尽管放电等离子烧结技术有许多优点，但也存在一些挑战。
首先，该技术在大规模生产上仍面临困难，因为设备成本高昂。
其次，放电过程中产生的高温和高压环境对设备的稳定性和耐用性要求较高。
总的来说，放电等离子烧结技术的发展和应用为材料制备和加工领域带来了巨大的潜力。
随着相关技术的进一步改进和成熟，相信这一技术将能够在更多领域发挥重要作用，为社会经济的发展做出重要贡献。
放电等离子烧结技术是一种基于等离子态物理过程的先进加工技术，具有高速、高能量和高密度等优点，被广泛应用于粉末冶金、纳米材料制备、材料修复和再制造等领域。
随着科学技术的不断进步和人们对高性能材料需求的增加，放电等离子烧结技术也在不断发展和创新。
放电等离子体烧结技术
电磁材料 采用 SPS 技术还可以制作 SiGe ， PbTe ， BiTe ， FeSi，CoSb3等体系的热电转化元件，以及广泛用 于电子领域的各种功能材料，如超导材料、磁性 材料、靶材、介电材料、贮氢材料、形状记忆材
放电等离子体烧结技 术
目录
1 SPS合成技术的发展 2 等离子体烧结技术原理 3 等离子体放电烧结的工艺
4 等离子体放电烧结在应用举例
1930年，美国科学家提出利用等离子体脉冲电流烧结 原理，但是直到1965年，脉冲电流烧结技术才在美、 日等国得到应用。日本获得了 SPS 技术的专利，但当 时未能解决该技术存在的生产效率低等问题，因此 SPS技术没有得到推广应用。 SPS技术的推广应用是从上个世纪 80年代末期开始的。 1988年日本研制出第一台工业型 SPS装臵，并在新材 料研究领域内推广应用。 1990年以后，日本推出了可用于工业生产的 SPS第三 代产品，具有 10~100t 的烧结压力和 5000~8000A 脉冲 电流，其优良的烧结特性，大大促进了新材料的开发。 1996年，日本组织了产学官联合的 SPS研讨会，并每 年召开一次。
等离子体烧结技术(SPS)
放 电 等 离 子 烧 结 （ Spark Plasma Sintering ）简称 SPS ，是近年来发展起来的一种 新型的快速烧结技术。 该技术是在粉末颗粒间直接通入脉冲电流进 行加热烧结，因此有时也被称为等离子活化烧结 (Plasma Activated Sinteriny,PAS) 或等离子体 辅助烧结（Plasma Assister Sinteriny,PAS）。
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放电等离子烧结技术的发展和应用1 前言随着高新技术产业的发展, 新型材料特别是新型功能材料的种类和需求量不断增加，材料新的功能呼唤新的制备技术。
放电等离子烧结(Spark PlasmaSintering ,简称SPS )是制备功能材料的一种全新技术,它具有升温速度快、烧结时间短、组织结构可控、节能环保等鲜明特点可用来制备金属材料、陶瓷材料、复合材料,也可用来制备纳米块体材料、非晶块体材料、梯度材料等。
2国内外SPS的发展与应用状况SPS技术是在粉末颗粒间直接通入脉冲电流进行加热烧结，因此在有的文献上也被称为等离子活化烧结或等离子辅助烧结(plasmaact ivatedsintering - PAS 或plasma -assiste dsintering - PAS )[1,2]。
早在1930年，美国科学家就提出了脉冲电流烧结原理,但是直到1965 年,脉冲电流烧结技术才在美、日等国得到应用。
日本获得了SPS技术的专利，但当时未能解决该技术存在的生产效率低等问题，因此SPS技术没有得到推广应用1988年日本研制出第一台工业型SPS装置，并在新材料研究领域内推广应用。
1990年以后，日本推出了可用于工业生产的SPS第三代产品，具有10〜100 t的烧结压力和脉冲电流5000〜8000 A。
最近又研制出压力达500 t，脉冲电流为25000 A的大型SPS装置。
由于SPS技术具有快速、低温、高效率等优点，近几年国外许多大学和科研机构都相继配备了SPS烧结系统,并利用SPS进行新材料的研究和开发[3]。
1998年瑞典购进SPS烧结系统,对碳化物、氧化物、生物陶瓷等材料进行了较多的研究工作[4]。
国内近三年也开展了用SPS技术制备新材料的研究工作[1,3],引进了数台SPS烧结系统，主要用来烧结纳米材料和陶瓷材料[5〜8]。
SPS作为一种材料制备的全新技术,已引起了国内外的广泛重视。
3SPS的烧结原理31 等离子体和等离子加工技术[9,10]SPS是利用放电等离子体进行烧结的。
等离子体是物质在高温或特定激励下的一种物质状态,是除固态、液态和气态以外,物质的第四种状态。
等离子体是电离气体,由大量正负带电粒子和中性粒子组成,并表现出集体行为的一种准中性气体。
等离子体是解离的高温导电气体,可提供反应活性高的状态。
等离子体温度4000〜10999 C，其气态分子和原子处在高度活化状态，而且等离子气体内离子化程度很高,这些性质使得等离子体成为一种非常重要的材料制备和加工技术。
等离子体加工技术已得到较多的应用，例如等离子体CVD、低温等离子体PVD以及等离子体和离子束刻蚀等。
目前等离子体多用于氧化物涂层、等离子刻蚀方面,在制备高纯碳化物和氮化物粉体上也有一定应用。
而等离子体的另一个很有潜力的应用领域是在陶瓷材料的烧结方面[1] 。
产生等离子体的方法包括加热、放电和光激励等。
放电产生的等离子体包括直流放电、射频放电和微波放电等离子体°SPS利用的是直流放电等离子体。
32 SPS装置和烧结基本原理SPS装置主要包括以下几个部分：轴向压力装置；水冷冲头电极；真空腔体;气氛控制系统（真空、氩气）;直流脉冲电源及冷却水、位移测量、温度测量和安全等控制单兀°SPS的基本结构如图1所示。
SPS与热压（HP ）有相似之处，但加热方式完全不同，它是一种利用通- 断直流脉冲电流直接通电烧结的加压烧结法。
通-断式直流脉冲电流的主要作用是产生放电等离子体、放电冲击压力、焦耳热和电场扩散作用[11] o S PS烧结时脉冲电流通过粉末颗粒如图2所示。
在SPS烧结过程中，电极通入直流脉冲电流时瞬间产生的放电等离子体,使烧结体内部各个颗粒均匀地自身产生焦耳热并使颗粒表面活化。
与自身加热反应合成法（SHS ）和微波烧结法类似，SPS是有效利用粉末内部的自身发热作用而进行烧结的。
这种放电直接加热法,热效率极高,放电点的弥散分布能够实现均匀加热,因而容易制备出均质、致密、高质量的烧结体°SPS烧结过程可以看作是颗粒放电、导电加热和加压综合作用的结果。
除加热和加压这两个促进烧结的因素外，在SPS 技术中，颗粒间的有效放电可产生局部高温，可以使表面局部熔化、表面物质剥落;高温等离子的溅射和放电冲击清除了粉末颗粒表面杂质（如去除表层氧化物等）和吸附的气体。
电场的作用是加快扩散过程[1,9,12] 。
4SPS的工艺优势SPS的工艺优势十分明显：加热均匀,升温速度快,烧结温度低，烧结时间短,生产效率高,产品组织细小均匀,能保持原材料的自然状态,可以得到高致密度的材料，可以烧结梯度材料以及复杂工件等[3,11]。
与HP和HIP相比,SPS 装置操作简单、不需要专门的熟练技术。
文献[11]报道，生产一块直径100 mm、厚17 mm的ZrO 2（3 Y）/不锈钢梯度材料（FGM ）用的总时间是58min，其中升温时间28min、保温时间5mi n和冷却时间25 min。
与HP相比，SPS技术的烧结温度可降低100〜200 C [13]。
5SPS在材料制备中的应用目前在国外，尤其在日本开展了较多用SPS制备新材料的研究，部分产品已投入生产°SPS可加工的材料种类如表1所示。
除了制备材料外，S PS还可进行材料连接,如连接M oSi 2与石墨[14], ZrO 2/ Cermet / Ni 等[15]。
近几年，国内外用SPS制备新材料的研究主要集中在：陶瓷、金属陶瓷、金属间化合物,复合材料纳米材料和功能材料等方面。
其中研究最多的是功能材料,它包括热电材料[16]、磁性材料[17], 功能梯度材料[18], 复合功能材料[19]和纳米功能材料[20]等。
对SPS制备非晶合金、形状记忆合金[21] 、金刚石等也作了尝试,取得了较好的结果。
51功能梯度材料功能梯度材料（FGM ）的成分是梯度变化的，各层的烧结温度不同，利用传统的烧结方法难以一次烧成。
利用CVD^PVD等方法制备梯度材料，成本很高,也很难实现工业化。
采用阶梯状的石墨模具,由于模具上、下两端的电流密度不同，因此可以产生温度梯度。
利用SPS在石墨模具中产生的梯度温度场,只需要几分钟就可烧结好成分配比不同的梯度材料。
目前SPS成功制备的梯度材料有：不锈钢/ ZrO 2; Ni / ZrO 2; Al /高聚物；Al /植物纤维;PSZ / Ti 等梯度材料。
在自蔓延燃烧合成（SHS ）中，电场具有较大激活效应和作用，特别是场激活效应可以使以前不能合成的材料也能成功合成,扩大了成分范围,并能控制相的成分,不过得到的是多孔材料,还需要进一步加工提高致密度。
利用类似于SHS电场激活作用的SPS技术，对陶瓷、复合材料和梯度材料的合成和致密化同时进行，可得到65 nm的纳米晶，比SHS少了一道致密化工序［22］。
利用SPS可制备大尺寸的FGM ,目前SPS制备的尺寸较大的FGM体系是ZrO 2(3 Y)/不锈钢圆盘，尺寸已达到100 mm X17 mm ［23］。
用普通烧结和热压WC粉末时必须加入添加剂，而SPS使烧结纯WC 成为可能。
用SPS制备的WC / Mo梯度材料的维氏硬度(HV )和断裂韧度分别达到了24 GPa和6MPa m 1/2,大大减轻由于WC和Mo的热膨胀不匹配而导致热应力引起的开裂［24］。
52热电材料由于热电转换的高可靠性、无污染等特点，最近热电转换器引起了人们极大的兴趣,并研究了许多热电转换材料。
经文献检索发现，在SPS制备功能材料的研究中，对热电材料的研究较多。
(1)热电材料的成分梯度化是目前提高热电效率的有效途径之一。
例如，成分梯度的pFeSi 2就是一种比较有前途的热电材料，可用于200〜900 C之间进行热电转换。
pFeSi 2没有毒性,在空气中有很好的抗氧化性，并且有较高的电导率和热电功率。
热电材料的品质因数越高(Z = a 2/k p其中Z是品质因数，a为Seebeck系数，k为导热系数，p为材料的电阻率), 其热电转换效率也越高。
实验表明，采用SPS制备的成分梯度的pFeSi x ( Si含量可变),比pFeSi 2的热电性能大为提高[25]。
这方面的例子还有Cu / A1 2O3/ Cu [26], MgFeSi 2[27],何n 4Sb 3[28],钨硅化物[29] 等。
(2)用于热电致冷的传统半导体材料不仅强度和耐久性差,而且主要采用单向生长法制备,生产周期长、成本高。
近年来有些厂家为了解决这个问题, 采用烧结法生产半导体致冷材料,虽改善了机械强度和提高了材料使用率,但是热电性能远远达不到单晶半导体的性能。
现在采用SPS生产半导体致冷材料,在几分钟内就可制备出完整的半导体材料,而晶体生长法却要十几个小时°SPS制备半导体热电材料的优点是，可直接加工成圆片，不需要单向生长法那样的切割加工,节约了材料,提高了生产效率。
热压和冷压-烧结的半导体性能低于晶体生长法制备的性能。
现用于热电致冷的半导体材料的主要成分是Ei , Sb ,Te和Se ,目前最高的Z值为30X10-3/ K ,而用SPS制备的热电半导体的Z值已达到29〜30X10-3/K ,几乎等于单晶半导体的性能[30]。
表2是SPS和其它方法生产BiTe 材料的比较。
53铁电材料用SPS烧结铁电陶瓷PbTiO 3时，在900 C〜1000 C下烧结1〜3 min ,烧结后平均颗粒尺寸vgm ,相对密度超过98%。
由于陶瓷中孔洞较少［31］,因此在101〜106 Hz之间介电常数基本不随频率而变化用SPS制备铁电材料Ei 4Ti 30 12陶瓷时，在烧结体晶粒伸长和粗化的同时，陶瓷迅速致密化。
用SPS容易得到晶粒取向度好的试样，可观察到晶粒择优取向的Ei 4Ti 30 12陶瓷的电性能有强烈的各向异性［32］。
用SPS在900 C烧结制备的BaTiO 3陶瓷，其晶粒尺寸接近200 n m ［33］。
用SPS制备铁电Li置换I IVI半导体ZnO陶瓷，使铁电相变温度Tc提高到470 K ,而以前冷压烧结陶瓷只有330 K ［34］。
54磁性材料用SPS烧结NdFeB磁性合金，若在较高温度下烧结，可以得到高的致密度，但烧结温度过高会导致出现a相和晶粒长大,磁性能恶化。
若在较低温度下烧结,虽能保持良好的磁性能,但粉末却不能被完全压实,因此要详细研究密度与性能的关系［35］。
SPS在烧结磁性材料时具有烧结温度低、保温时间短的工艺优点。
N dFeCoVB 在650 C下保温5min，即可烧结成接近完全密实的块状磁体,没有发现晶粒长大［36］。
用SPS制备的865 Fe 6Si 4 Al 35 Ni和M gFe 20 4的复合材料(850C ,130 MPa ),具有高的饱和磁化强度Bs =12 T和高的电阻率p =1X 102Q m ［37］。