[实用新型]闪速烧结用高压复合电极压头结构

说明书

本实用新型涉及一种闪速烧结用高压复合电极压头结构，特别涉及闪速烧结设备领域，包括具有内腔的压头本体、穿设于压头本体内的电极丝以及设置于压头本体用于与压料接触的一端且与电极丝固定连接的电极片，所述电极丝位于压头本体内腔中的一段的外壁套设有绝缘套管，所述电极片与压头本体端部之间设置有绝缘座，所述电极丝一端穿过压头本体一端和绝缘座与电极片固定连接，电极丝另一端穿过压头本体另一端与电源连接。本实用新型不仅能够将电极和压头集成为一个整体，而且对电极进行了有效的绝缘保护，避免了电压流失，保证了电极具备高温、高压、绝缘保护的性能，满足闪速烧结设备对细晶陶瓷材料的制备要求。

技术领域

本实用新型涉及闪速烧结设备领域，尤其是涉及一种闪速烧结用高压复合电极压头结构。

背景技术

细晶陶瓷材料因具有众多优点而成为近年来研发的焦点，尤其是晶粒在100纳米以下的纳米陶瓷材料具备传统陶瓷所不具备的特性，如导热导电性的变化、特殊的熔点、力学性能尤其是韧性的提升等。晶粒生长发生在陶瓷烧结过程，烧结提供的高温及其它如气氛、压力、电场等驱动力促使晶粒在该过程中不断长大，在陶瓷致密化过程的同时对晶粒生长的抑制成为细晶陶瓷研究的重点。

研究表明，在提供足够驱动力的前提下，烧结时间是控制晶粒生长的关键。极短的烧结时间可更好的控制晶粒的尺寸，但为了同时保证陶瓷的高致密度，烧结提供的瞬时高驱动力成为核心技术要求。为实现这个目的，研究人员改变传统的烧结工艺，通过气氛烧结和压力辅助烧结，虽烧结时间有所下降，但控制晶粒的能力远不足以满足市场的需求。放电等离子烧结（SPS）是一种新型的电场辅助烧结方式，结合离子活化、热压、电阻加热，能够极大降低烧结时间（将烧结时间降低至1～5分钟），并抑制晶粒生长；但由于SPS对材料粉体的导电性能具有一定的要求，使其在绝缘陶瓷材料中应用较为有限。与放电等离子烧结的大电流小电压放电模式不同，一种新型的大电压辅助的闪速烧结方式应运而生，成为当前国际陶瓷制备的一个前沿热门课题。闪速烧结方式，即通过绝缘陶瓷粉体受高电压击穿形成的电子雪崩效应产生强大驱动力，并结合压力、温度辅助大大缩短形核孕育期，最终在数秒内实现高致密度、晶粒可控的陶瓷烧结技术。电极作为闪速烧结设备（即采用闪速烧结工艺的烧结设备）的重要组成部件，对其制备具有非常严格的要求。

现有技术中公开号为CN101505557A的中国发明专利申请，公开了一种复合电极压头，是由具有不同导电性能的压头和电极复合制成，电极完全包覆于压头之内，电极的导电性能优于压头的导电性能。

采用上述复合压头结构，虽然能够利用压头将电极完全包覆，使两者成为一体，且电极的导电性能优于压头的导电性能，使大部分电流通过电极到达模具，降低压头的热损耗，从而避免压头由于过热而容易损坏的问题；但是由于电极与压头之间并未设置绝缘保护结构，这就导致电极的导电性能不能得到有效保证，始终有一分部电压通过压头流失，降低了电极的高电压性能，影响烧结质量。即使电极与压头采用不同的导电材料制成，也仅仅只是减少电压流失，仍然无法避免因电压流失而导致电极的高电压性能下降的缺陷，不能满足闪速烧结对于电极需具有高电压和绝缘保护的要求，增加了闪速烧结设备对细晶陶瓷材料的制备难度。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种闪速烧结用高压复合电极压头结构，不仅能够将电极和压头集成为一个整体，而且对电极进行了有效的绝缘保护，避免了电压流失，保证了电极具备高温、高压、绝缘保护的性能，满足闪速烧结设备对细晶陶瓷材料的制备要求。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种闪速烧结用高压复合电极压头结构，包括具有内腔的压头本体、穿设于压头本体内的电极丝以及设置于压头本体用于与压料接触的一端且与电极丝固定连接的电极片，所述电极丝位于压头本体内腔中的一段的外壁套设有绝缘套管，所述电极片与压头本体端部之间设置有绝缘座，所述电极丝一端穿过压头本体一端和绝缘座与电极片固定连接，电极丝另一端穿过压头本体另一端与电源连接。