等离子体就是指电离程度较高、电离电荷相反、数量相等的气体，通常是由电子、离子、原子或自由基等粒子组成的集合体。
等离子体与固、液、气无论在组成还是性质均有本质区别，即使与气体之间也有着明显的差异。
首先，气体通常是不导电的，等离子体则是一种导电流体而又在整体上保持电中性。
其二，组成粒子间的作用力不同，气体分子间不存在静电磁力，而等离子体中的带电粒子之间存在库仑力，导致带电粒子群特有的集体运动。
第三，作为一个带电粒子系，等离子体的运动行为明显地会受到电磁场影响和约束。
需要说明的是，并非任何电离气体都是等离子体。只要当电离度大到一定程度，使带电粒子密度达到所产生的空间电荷足以限制其自身运动时，体系的性质才会从量变到质变，这样的“电离气体”才算转变成等离子体。
等离子体一般分两类高温等离子体或称热等离子体和低温等离子体。
等离子体烧结技术。
该技术是通过将特殊电源控制装置发生的脉冲电压加到粉体试料上，除了能利用通常放电加工所引起的烧结促进作用（放电冲击压力和焦耳加热）外，还有效利用脉冲放电初期粉体间产生的火花放电现象（瞬间产生高温等离子体）所引起的烧结促进作用通过瞬时高温场实现致密化的快速烧结技术。
放电等离子烧结优点。
放电等离子烧结将等离子活化、热压、电阻加热融为一体，升温速度快、烧结时间短、烧结温度低、晶粒均匀、有利于控制烧结体的细微结构、获得材料的致密度高，并且有着操作简单、再现性高、安全可靠。
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。
一般等离子体烧结设备主要由三部分组成。
产生单轴压力的装置和烧结模具，压力装置可根据烧结材料施加不同的压力。
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。
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。
烧结温度。烧结温度是等离子快速烧结过程中一个关键的参数之一。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。
保温时间。延长烧结温度下的保温时间，一般都会不同程度地促进烧结完成，完善样品的显微结构，这对粘性流动机理的烧结较为明显，而对体积扩散和表面扩散机理的烧结影响较小。
升温速率。升温速率的加快，使得样品在很短的时间内达到所要求的温度，晶粒的生长时间会大大减少，这不仅有利于抑制晶粒的长大，得到大小均匀的细晶粒陶瓷，还能节约时间、节约能源以及提高烧结设备的利用率。但是，由于设备本身的限制，升温速率过快对设备会造成破坏性影响。
压力。压力对烧结的影响主要表现为素坯成型压力和烧结时的外压力。压力越大，颗粒堆积就越紧密，接触点和接触面积增大烧结被加速。样品得到更好的致密度，有效抑制晶粒长大和降低烧结温度。
以上说明，烧结温度、保温时间、升温速率构成了影响烧结体微观组织的主要因素。其中烧结温度和保温时间对烧结体微观组织影响最为显著，升温速率次之，烧结过程中压力对样品的微观组织的影响最小。
合成过程难以控制是shs的最大问题。
自蔓延高温合成是利用反应物之间化学反应热的自加热和自传导作用来合成材料的一种技术，当反应物一旦被引燃，便会自动向尚未反应的区域传播，直至反应完全。
自蔓延合成的要求：
1、剧烈的放热反应。
2、绝热燃烧温度（ta）大于产物熔点，存在液相，反应易进行。
shs技术的优点：
1）设备、工艺简单；
2）产品纯度高，产量高，反应转化率接近100%；
3）不仅能生产粉末，施加压力，还可得到高密度的产物；
4）扩大生产规模简单；
5）在燃烧过程中，加热和冷却速率速度快，生成物中缺陷和非平衡相较集中，产物具有较高活性，更容易烧结；
6）可以制造某些非化学计量比的产品、中间产物以及亚稳定相等。
自蔓延反应形式主要有两种：直接合成法和热剂法。
直接合成法是两种或两种以上反应物发生反应直接合成产物，而无需中间反应。该方法一般需特制反应器，设备复杂，多用于制取难熔的金属间化合物和金属基陶瓷等。
热剂法是还原剂(一般为金属)与金属或非金属氧化物反应，形成一种更稳定的氧化物和相应的金属或非金属，同时释放出大量热量的化学反应。
热剂法。本质：自蔓延高温还原合成反应。
特点：放热量大，温度高。
相对于单质元素的反应，热剂反应一般采用成本低廉的天然氧化物为原料，具有显著的经济效益。
根据燃烧条件采用的设备及最终产物结构等，分为6种主要技术形式。
shs制粉技术，shs烧结技术，shs致密化技术，shs冶金技术，shs焊接技术，shs气相传质涂层技术。
常用的shs致密化技术可归纳为3类：液相致密化技术、shs粉末烧结致密化技术、shs结合压力致密化技术。
如何对反应的过程进行控制，进而控制合成材料的结构？
shs控制包括shs促进方法和shs抑制方法两个方面的内容。促进shs过程的方法主要是通过物理或化学的方式来进行，抑制shs过程的方法主要是通过添加稀释剂来实现的。
热促进能使shs过程反应速度加快，提高反应温度能提高材料致密度，对某些体系还会提高合成转化率，控制中间过渡相的含量。
机械控制手段主要用来控制合成材料的致密度。
控制电场强度实现对合成材料结构的控制。
磁场影响燃烧温度和转化率，因为磁导率可由烧结和熔化提高两个数量级，在后燃烧阶段，磁场能量被体系所吸收，成为额外能源，使热损失减小，高温停留时间增长所致。
添加稀释剂作为抑制shs过程的主要方法。
稀释剂不参与shs过程，可以是合成反应的最终产物，也可以是惰性添加相或者是过量的反应物等。
稀释剂可降低合成过程的温度，快速生长时间缩短，抑制陶瓷相晶坯的相互聚集长大。
简述shs离心铸造工艺的条件及主要技术参数。
要成功地进行离心熔铸，应满足以下几个条件：（1）可燃的shs混合物；（2）燃烧产物为高温熔体；（3）燃烧温度高于基体的熔点；（4）涂层和基体之间可形成冶金结合。
shs离心铸造工艺的主要技术参数有：（1）shs混合物的燃烧温度；（2）产物的熔化量；（3）基体的厚度。
烧结是陶瓷生坯在高温下的致密化过程和现象的总称。
烧结是减少成型体中气孔、增强颗粒之间结合、提高机械强度的工艺过程。
烧结过程可以分为两大类不加压烧结和加压烧结。
热压烧结是指在对置于限定形状的模具中的松散粉末或对粉末压坯加热的同时对其施加单轴压力的烧结过程。
热压烧结的优点：
热压时，粉料处于热塑性状态，形变阻力小，易于塑性流动和致密化；
有助于粉末颗粒的接触和扩散、流动等传质过程，降低烧结温度和缩短烧结时间，因而抑制了晶粒的长大。
能生产形状较复杂、尺寸较精确的产品。
热压烧结的缺点是生产率低、成本高。
粉末烧结的过程和特点。
坯体烧结后宏观的变化：体积收缩、致密度提高、强度增加。
烧结程度可以用坯体收缩率、气孔率、体积密度与理论密度之比等来表征。
在热力学上，烧结是系统总能量减少的过程。
烧结的主要传质方式有蒸发-凝聚、扩散传质、粘滞流动与塑性流动、溶解和沉淀。
扩散传质是质点（或空位）借助于浓度梯度推动而迁移传质过程。
影响扩散传质的因素比较多，如材料组成、材料的颗粒度，温度、气氛、显微结构、晶格缺陷等，其中最主要的是温度和组成，一般由扩散较慢的离子控制整个烧结速率。加入添加物，增加空位数目，也会因扩散速率变化而影响烧结速率。
决定烧结致密化速率主要有三个参数：颗粒起始粒径，粘度，表面张力。
蠕变机制有扩散和滑移两种。在外力作用下，质点穿过晶体内部空穴扩散而产生的蠕变称为纳巴罗-赫林蠕变；质点沿晶体边界扩散而产生的蠕变称为柯勃尔蠕变；由晶内滑移或者由位错促进滑移引起的蠕变称为魏特曼蠕变。
热压烧结的适用范围。
1)工具类：金刚石、立方氮化硼、硬质合金、金属陶瓷。
2)电工类：软磁、硬磁、高温磁性材料，铁氧体、电触头材料、金属电热材料、电真空材料。
3)特种材料类：粉末超合金、氧化物弥散强化材料、碳(硼、氮)化物弥散强化材料、纤维强化材料、高纯度耐热金属(钽、铌、钼、钨、铍)与合金、复合金属等。
4)机械零件类。
热等静压是指对装于包套之中的松散粉末加热的同时对其施加各向同性的等静压力的烧结过程。
热等静压的压力传递介质为惰性气体。
从化学反应的角度看，可分为相变热压烧结、分解热压烧结和分解合成热压烧结三种类型。
热压烧结工艺控制。
1）温度和保温时间的影响。
温度和保温时间是烧结的重要外因条件，提高烧结温度和延长保温时间有利于烧结的进行。
2）压力的影响。
外压对烧结的影响主要表现在两个方面：生坯成型压力和烧结时的外加压力（热压）。
3）物料的影响。
细颗粒增加了烧结的推动力，缩短了原子扩散距离和提高颗粒在液相中溶解度而导致烧结过程的加速。
4）气氛的影响。
气氛不仅影响物料本身的烧结，也会影响各添加物的效果。
5）液相的影响。
6）添加剂的影响①与烧结主体形成固溶体②阻止晶型转变 ③抑制晶粒长大④产生液相。
固相烧结：是指松散的粉末或经压制具有一定形状的粉末压坯被置于不超过其熔点的设定温度中在一定的气氛保护下，保温一段时间的操作过程。
液相烧结：是至少具有两种组分的粉末或压坯在形成一种液相的状态下烧结。
液相烧结过程中，发生溶解-沉淀传质过程的条件有哪些？
1）有足量的液相生成；
2）液相能润湿固相；
3）固相在液相中有适当的溶解度。
液相烧结过程中，溶解-沉淀传质过程如何进行？
第一，随着烧结温度提高，出现足够量液相。固相颗粒分散在液相中，在液相毛细管的作用下．颗粒相对侈动，发生重新排列，得到一个更紧密的堆积，结果提高了坯体的密度。这一阶段的收缩量与总收缩的比取决于液相的数量。
当液相数最大于35％(体积）时，这一阶段是完成坯体收缩的主要阶段，其收缩率相当于总收缩率的60%左右。
第二，薄膜的液膜分开的颗粒之间搭桥，在接触部位有高的局部应力导致塑性变形和蠕变，这样促进颗粒进一步重排；
第三，通过液相的重结晶过程，这一阶段特点是细小颗粒的和固体颗粒表面凸起部分的溶解，通过液相转移并在粗颗粒表面上析出。在颗粒生长和形状改变的同时，使坯体进一步致密化。颗粒之间有液相存在时颗粒互相压紧，颗粒间在压力作用下又提高了固体物质在液相中的溶解度。
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