中國粉體網訊 金剛石憑借超高硬度、優異導熱性、穩定化學性能及獨特光學特性，成為材料科學領域的“全能冠軍”。隨著前沿技術迭代與產業需求升級，金剛石相關材料的創新研究不斷突破技術瓶頸，產業化應用也從傳統領域向高端制造、新一代信息技術等賽道加速拓展，形成“科研突破-技術轉化-產業升級”的良性循環。
盡管金剛石具有很多優異性能，但高成本和脆性等問題限制了其單一應用。金剛石通過與金屬等材料的復合，既能保留金剛石的優異性能，又能降低成本，提高實用性，成為了當前的研究熱點。金剛石增強金屬基復合材料的制備方法很多，如高溫高壓燒結法、真空熱壓燒結法、放電等離子體燒結法、熔滲法等。
放電等離子燒結法（SPS），又稱等離子體活化燒結法或脈沖電流燒結法，是一種高效、低成本和低能耗的粉末冶金技術。近三十年來，該技術在高溫合金、陶瓷、硬質合金、高熵合金和難熔金屬等材料中獲得廣泛應用。作為一種多能場輔助燒結技術，SPS在對粉體加壓的同時，對樣品施加可控的直流脈沖電流引發局部焦耳熱、等離子體活化等獨特效應，從而實現材料的燒結。與傳統的燒結方式相比，SPS具有燒結速度快、燒結溫度低、燒結時間短的特點。
SPS連接示意圖
放電等離子體燒結法將金剛石和金屬的混合粉末裝入石墨模具中，利用脈沖電流產生火花放電溫度對粉末進行均勻加熱，同時在加熱過程中施加一定的壓力，能夠實現較快的金剛石燒結過程，提高制備效率，改善金剛石和金屬基體的界面結合性能，有利于提高復合材料的結合強度。與其他方法相比，放電等離子體燒結法的設備和材料成本也較低。
2025年11月5日，中國粉體網將在河南•鄭州舉辦“2025半導體行業用金剛石材料技術大會”。屆時，我們邀請到合肥工業大學張久興教授出席本次大會并作題為《金剛石相關材料的創新研究與產業化發展》的報告，報告將闡述SPS獨特燒結機理和效應，分析SPS技術在高新材料研究中的優勢和產業化可行性，系統介紹金剛石二級增壓用特種硬質合金、金剛石-金屬復合材料的研究進展與未來展望。
專家簡介
張久興，物理學理學學士，材料科學與工程工學博士，長江學者特聘教授，百千萬人才工程國家級人選，歷任北京工業大學和合肥工業大學材料學院院長，現任合肥工業大學二級教授、博士生導師、金剛石復合材料和SPS新材料新技術科研團隊帶頭人。長期從事金剛石復合材料、稀土六硼化物單晶材料、金屬納米材料、高端難熔金屬、特種硬質合金以及SPS功能新材料的研發與產業化。集成創新建立國內唯一、具有國際領先水平的集金屬納米粉末制備與SPS燒結一體化的研發平臺、國內最完整、達到國際先進水平的高熔點單晶材料研究平臺以及中國首條SPS生產線。承擔國家重點研發、國家自然科學基金、國家973/863、國防軍工等科研項目50余項。在國內外重要學術刊物上發表SCI收錄論文200余篇。擁有授權國家發明專利50多項，實現轉化20項。獲得國家技術發明二等獎1項，教育部科技進步一等獎2項。2021年起，致力于研究成果的轉化和產業化，牽頭成立安徽尚欣晶工新材料科技有限公司，并任首席科學家。
參考來源：
林盼盼等：放電等離子體燒結技術在材料連接領域的應用現狀
杜小東等：芯片用金剛石增強金屬基復合材料研究進展
（中國粉體網編輯整理/石語）
注：圖片非商業用途，存在侵權請告知刪除！
