[发明专利]通过火花等离子体烧结(SPS)来连接耐火陶瓷部件的方法

权利要求书

1.一种通过火花等离子体烧结来连接至少两个耐火陶瓷部件的 方法，每个所述部件具有至少一个待通过火花等离子体烧结连 接的表面，其中进行以下步骤：

使所述部件的待连接表面接触，而在所述表面之间无需 任何种类的添加物；然后

将1至200MPa的压力，称作连接压力，施加于所述部 件；

将强度为500至8000A的脉冲电流施加于所述部件以便 将所述部件的温度提高到至少1300℃的温度，称作连接温度； 然后

停止施加所述电流，同时停止施加所述压力，并冷却所 述部件；以及

回收所述连接部件。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，施加10至150MPa，优 选20至100MPa，更好50至75MPa的压力。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，施加强度为 500至6000A，优选1000至3000A的脉冲电流。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，将所述待连接 部件的温度提高到1400℃至2000℃，优选提高到1600℃至 1950℃，例如提高到1750℃。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，维持至少 1300℃的温度0至10分钟，优选0至7分钟，例如5分钟的 持续时间。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法的总 持续时间是10至30分钟，尤其是20分钟。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，以80℃/分钟 至600℃/分钟的速率冷却所述部件。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，从环境温度和 0MPa的压力逐渐提高所述压力和所述温度。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，通过实施斜坡、或可选地 具有不同斜度的几个斜坡来提高所述温度，以达到所述连接温 度。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述斜坡或所述几个斜坡 具有50℃/分钟至200℃/分钟的斜度，例如100℃/分钟。

11.根据权利要求8所述的方法，其中，通过实施斜坡、或可选地 具有不同斜度的几个斜坡来提高所述压力，以达到所述连接压 力。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述斜坡或所述几个斜 坡具有1MPa/分钟至20MPa/分钟的斜度，优选5至10MPa/ 分钟。

13.根据权利要求8至12中任一项所述的方法，其中，在相同的 持续时间内同时提高所述温度和所述压力。

14.根据权利要求13所述的方法，据此实施几个压力斜坡和几个 温度斜坡，相应的压力和温度斜坡具有相同的持续时间。

15.根据权利要求8至14中任一项所述的方法，据此，在温度升 高高达能够使所述待连接表面软化的温度以后，施加所述连接 压力。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，能够使所述待连接表面 软化的所述温度低于所述连接温度50℃至300℃，优选100℃ 至250℃，更好150℃至200℃。

17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，以脉冲的形式 施加所述脉冲电流，其中所述脉冲具有1至5ms的周期，例 如具有3.3ms的周期，由1至15个串连接，例如12个脉冲， 每个串由1至15个周期分开，例如由3个周期分开。

18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，连接2至100 个部件。

19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所有所述待连 接部件均由一种相同的耐火陶瓷制成。

20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述待连接部 件由不同陶瓷制成。