[发明专利]致密化方法和装置

说明书

本发明的题目是致密化方法和装置。一种方法，其包括展现第一塞贝克系数的第一电极，展现大于第一塞贝克系数的第二塞贝克系数的第二电极，和在第一和第二电极之间的颗粒，其展现在第一塞贝克系数和第二塞贝克系数之间的第三塞贝克系数。由于在第一电极和颗粒之间的结点处和在第二电极和颗粒之间的结点处的珀耳帖效应生成热。由于在第一电极和颗粒之间的结点处和在第二电极和颗粒之间的结点处的珀耳帖效应移除热。由于当压缩颗粒时在较高温固相和较低温固相之间的加热和冷却相变使颗粒致密化。一种装置，其包括第一和第二电极，以及电连接至第一和第二电极的交流电源。

技术领域

本发明涉及致密化方法和装置。

背景技术

超塑性成形是用金属材料产生精确和复杂形式的工业方法。一些固体、结晶材料，比如一些金属和合金，展现超塑性并且可以变形超出塑性变形的预期限制。通常，该性能取决于细晶粒微观结构。该方法的主要优势是它可以在一个操作中形成大的和复杂的部件。制成品具有优良的精度和良好的表面光洁度。它也不具有回弹或残留应力。最大的缺点是其缓慢的成形速率。完成时间从两分钟变化至两小时；因此，它通常被用在较小体积的产品上。因此，将认识到，减少成形速率的超塑性成形方法和装置将是有益的。

发明内容

一种方法，其包括将导电颗粒放置在第一电极和第二电极之间并且与第一电极和第二电极接触。颗粒提供在第一电极和第二电极之间的导电路径。第一电极展现第一塞贝克系数，第二电极展现大于第一塞贝克系数的第二塞贝克系数，并且颗粒展现在第一塞贝克系数和第二塞贝克系数之间的第三塞贝克系数。

该方法包括当加热颗粒至较高温度时压缩颗粒，该较高温度高于用于从较低温固相至较高温固相的加热相变的温度。加热包括将电流从第二电极通过颗粒施加至第一电极，并且因此由于在第一电极和颗粒之间的结点处和在第二电极和颗粒之间的结点处的珀耳帖效应生成热。由于加热，颗粒从较低温固相相变为较高温固相。

在颗粒的加热相变之后，当冷却颗粒至较低温度时压缩颗粒，该较低温度低于用于从较高温固相至较低温固相的冷却相变的温度。冷却包括将电流从第一电极通过颗粒施加至第二电极，并且因此由于在第一电极和颗粒之间的结点处和在第二电极和颗粒之间的结点处的珀耳帖效应移除热。由于冷却，颗粒从较高温固相相变为较低温固相。该方法包括由于当压缩颗粒时的加热和冷却相变致密化颗粒。

另一种方法包括将主要包含钛的导电颗粒放置在第一电极和第二电极之间并且与第一电极和第二电极接触。颗粒提供在第一电极和第二电极之间的导电路径。第一电极展现第一塞贝克系数。在用于颗粒在α相和β相之间的相变的温度下，第二电极展现比第一塞贝克系数大5μV/K或更多的第二塞贝克系数。在用于颗粒在α相和β相之间的相变的温度下，颗粒展现与第一塞贝克系数和第二塞贝克系数相差至少20％的第三塞贝克系数。

该方法包括当加热颗粒至高于相变温度1-10％的较高温度时在低于7ksi(千磅/英寸²)下压缩颗粒。加热包括将电流从第二电极通过颗粒施加至第一电极，并且因此由于在第一电极和颗粒之间的结点处和在第二电极和颗粒之间的结点处的珀耳帖效应生成热。由于加热，颗粒从α相相变为β相。

在颗粒的加热相变之后，该方法包括当冷却颗粒至低于相变温度1-10％的较低温度时在低于7ksi下压缩颗粒。冷却包括将电流从第一电极通过颗粒施加至第二电极，并且因此由于在第一电极和颗粒之间的结点处和在第二电极和颗粒之间的结点处的珀耳帖效应移除热。由于冷却，颗粒从β相相变为α相。该方法包括重复地循环加热相变和冷却相变，并且从而由于当压缩颗粒时的加热和冷却相变使颗粒超塑性地成形为整体部件。

一种装置，其包括展现第一塞贝克系数的第一电极和展现大于第一塞贝克系数的第二塞贝克系数的第二电极。在第一电极和第二电极之间的模腔允许导电颗粒——当放置在其中时——接触第一电极和第二电极并且提供在第一电极和第二电极之间的导电路径。交流电源被电连接至第一电极和至第二电极。