
在材料科學的前沿探索中,放電等離子燒結技術(SPS)憑借其快速、高效、低溫致密的獨特優勢,已成為新材料的研發利器。然而,長期以來,傳統SPS設備卻受困于兩大瓶頸:體積龐大與控制滯后,難以滿足精密材料研發日益嚴苛的工藝要求。
如今,株式會社Sinter Land推出的第五代桌面SPS系統——LABOX系列,以一場從“液壓"到“伺服"的核心技術革命,徹1底打破了這一困局。這不僅是驅動方式的更迭,更是對燒結過程控制精度、能耗效率及實驗室環境的一次全面革新。
LABOX系列最引人注目的技術突破,在于其全面摒棄了傳統的液壓加壓方式,轉而采用高響應性的AC伺服電機進行縱向單軸加壓。這一變革,精準地解決了困擾傳統SPS設備多年的三大痛點:
① 從“粗糙"到“精密"的控制精度飛躍
傳統液壓系統受限于油液的可壓縮性與響應延遲,在低壓控制領域尤為吃力,難以保證燒結體密度的均一性。而AC伺服電機能夠實現從低壓預壓到高壓致密化整個區間的無級精密線性加載與控制。其加壓分辨率可達0.1N,響應時間低于20ms,甚至可根據溫度曲線實時動態調節壓力,從根本上避免了因壓力波動導致的樣品缺陷。
② 從“喧囂"到“靜默"的實驗室環境凈化
傳統液壓泵需要24小時不間斷運行以維持系統壓力,由此產生的持續噪音嚴重干擾著實驗環境。LABOX系列的伺服系統僅在動作時消耗電力,消除了液壓泵的連續噪音,實現了真正的靜音運行,極大地改善了研發人員的操作體驗。
③ 從“繁瑣"到“無憂"的維護成本降低
液壓系統固有的漏油風險,以及對液壓油和濾芯的周期性更換需求,是設備維護的沉重負擔。伺服電機系統則從根本上規避了這些問題,不僅近乎免維護,更杜絕了油污對真空腔體和珍貴樣品的潛在污染風險。
在加壓系統實現跨越式升級的同時,LABOX系列在能源與熱管理方面也進行了革新。它搭載了自主研發的直流脈沖逆變電源,相較于傳統晶閘管電源,大幅降低了電路發熱與主配電系統的功率需求,實現了更高效的能源利用。
配合特殊的通電機構,LABOX系列擁有高達 100~500℃/分鐘的驚人升溫速度。這種“快燒快冷"的特性,使其能有效抑制晶粒長大,是制備納米晶、非晶等亞穩態材料的關鍵技術保障。
LABOX系列針對不同的研發需求,提供了靈活的配置方案。以下為兩款主力桌面型號的核心差異:
| 參數 | LABOX-110 | LABOX-125 |
|---|---|---|
| 最大加壓力 | 10 kN (約1.02噸) | 30 kN (約3.06噸) |
| 最大脈沖電流 | 1000 A / 1200 A | 2500 A |
| Z軸行程 | 50 mm | 80 mm |
| 試樣臺尺寸 | φ70 mm | φ90 mm |
| 最高溫度 | 2500℃ (常用2200℃) | 2500℃ (常用2200℃) |
LABOX-110:壓力與電流適中,是開展基礎研究、小尺寸樣品(如φ10-20mm)配方篩選的理想平臺。
LABOX-125:憑借更高的壓力與電流能力,能處理更大尺寸樣品,或對難燒結材料施以更高壓力以實現全致密化。
LABOX系列桌面SPS系統的誕生,標志著桌面型SPS設備正式邁入了“精密伺服時代"。它通過AC伺服電機與高效逆變電源的配合,成功打破了“小型化"與“高性能"不可兼得的魔,為高校、研究院所及企業研發中心提供了一個集高精度、高效率、高潔凈度于一體的材料合成平臺,真正實現了從“液壓時代"到“伺服時代"的歷史性跨越。