在國外，尤其是日本開展了較多用SPS制備新材料的研究，部分產(chǎn)品已投入生產(chǎn)。SPS可加工的材料種類如表1所示。除了制備材料外，SPS還可進行材料連接，如連接MoSi2與石磨，ZrO2/Cermet/Ni等。

近幾年，國內(nèi)外用SPS制備新材料的研究主要集中在：陶瓷、金屬陶瓷、金屬間化合物，復(fù)合材料和功能材料等方面。其中研究最多的是功能材料，他包括熱電材料、磁性材料、功能梯度材料、復(fù)合功能材料和納米功能材料等。對SPS制備非晶合金、形狀記憶合金、金剛石等也作了嘗試，取得了較好的結(jié)果。

梯度材料

功能梯度材料（FGM）的成分是梯度變化的，各層的燒結(jié)溫度不同，利用傳統(tǒng)的燒結(jié)方法難以一次燒成。利用CVD、PVD等方法制備梯度材料，成本很高，也很難實現(xiàn)工業(yè)化。采用階梯狀的石磨模具，由于模具上、下兩端的電流密度不同，因此可以產(chǎn)生溫度梯度。利用SPS在石磨模具中產(chǎn)生的梯度溫度場，只需要幾分鐘就可以燒結(jié)好成分配比不同的梯度材料。SPS成功制備的梯度材料有：不銹鋼/ZrO2；Ni/ZrO2；Al/高聚物；Al/植物纖維；PSZ/T等梯度材料。

在自蔓延燃燒合成（SHS）中，電場具有較大激活效應(yīng)和作用，特別是場激活效應(yīng)可以使以前不能合成的材料也能成功合成，擴大了成分范圍，并能控制相的成分，不過得到的是多孔材料，還需要進一步加工提高致密度。利用類似于SHS電場激活作用的SPS技術(shù)，對陶瓷、復(fù)合材料和梯度材料的合成和致密化同時進行，可得到65nm的納米晶，比SHS少了一道致密化工序[22]。利用SPS可制備大尺寸的FGM，SPS制備的尺寸較大的FGM體系是ZrO2(3Y)/不銹鋼圓盤，尺寸已達到100mm×17mm。

用普通燒結(jié)和熱壓WC粉末時必須加入添加劑，而SPS使燒結(jié)純WC成為可能。用SPS制備的WC/Mo梯度材料的維氏硬度（HV）和斷裂韌度分別達到了24Gpa和6Mpa·m1/2,大大減輕由于WC和Mo的熱膨脹不匹配而導(dǎo)致熱應(yīng)力引起的開裂[24]。

熱電材料

由于熱點轉(zhuǎn)換的高可靠性、無污染等特點，最近熱電轉(zhuǎn)換器引起了人們的極大興趣，并研究了許多熱電轉(zhuǎn)換材料。經(jīng)文獻檢索發(fā)現(xiàn)，在SPS制備功能材料的研究中，對熱電材料的研究較多。

(1)熱電材料的成分梯度化氏提高熱點效率的有效途徑之一。例如，成分梯度的βFeSi2就是一種比較有前途的熱電材料，可用于200～900℃之間進行熱電轉(zhuǎn)換。βFeSi2沒有毒性，在空氣中有很好的抗氧化性，并且有較高的電導(dǎo)率和熱電功率。熱點材料的品質(zhì)因數(shù)越高（Z=α2/kρ，其中Z是品質(zhì)因數(shù)，α為Seebeck系數(shù)，k為熱導(dǎo)系數(shù)，ρ為材料的電阻率），其熱電轉(zhuǎn)換效率也越高。試驗表明，采用SPS制備的成分梯度的βFeSix(Si含量可變)，比βFeSi2的熱電性能大為提高。這方面的例子還有Cu/Al2O3/Cu[26],MgFeSi2,βZn4Sb3,鎢硅化物等。

(2)用于熱電制冷的傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料不僅強度和耐久性差，而且主要采用單相生長法制備，生產(chǎn)周期長、成本高。近年來有些廠家為了解決這個問題，采用燒結(jié)法生產(chǎn)半導(dǎo)體致冷材料，雖改善了機械強度和提高了材料使用率，但是熱電性能遠遠達不到單晶半導(dǎo)體的性能，采用SPS生產(chǎn)半導(dǎo)體致冷材料，在幾分鐘內(nèi)就可制備出完整的半導(dǎo)體材料，而晶體生長卻要十幾個小時。SPS制備半導(dǎo)體熱電材料的優(yōu)點是，可直接加工成圓片，不需要單向生長法那樣的切割加工，節(jié)約了材料，提高了生產(chǎn)效率。

熱壓和冷壓-燒結(jié)的半導(dǎo)體性能低于晶體生長法制備的性能。現(xiàn)用于熱電致冷的半導(dǎo)體材料的主要成分是Bi,Sb,Te和Se，最高的Z值為3.0×10/K，而用SPS制備的熱電半導(dǎo)體的Z值已達到2.9～3.0×10/K，幾乎等于單晶半導(dǎo)體的性能[30]。表2是SPS和其他方法生產(chǎn)BiTe材料的比較。

鐵電材料

用SPS燒結(jié)鐵電陶瓷PbTiO3時，在900～1000℃下燒結(jié)1～3min,燒結(jié)后平均顆粒尺寸<1μm，相對密度超過98%。由于陶瓷中孔洞較少，因此在101～106HZ之間介電常數(shù)基本不隨頻率而變化。

用SPS制備鐵電材料Bi4Ti3O12陶瓷時，在燒結(jié)體晶粒伸長和粗化的同時，陶瓷迅速致密化。用SPS容易得到晶粒取向度好的試樣，可觀察到晶粒擇優(yōu)取向的Bi4Ti3O12陶瓷的電性能有強烈的各向異性。

用SPS制備鐵電Li置換IIVI半導(dǎo)體ZnO陶瓷，使鐵電相變溫度Tc提高到470K，而以前冷壓燒結(jié)陶瓷只有330K。

磁性材料

用SPS燒結(jié)Nd Fe B磁性合金，若在較高溫度下燒結(jié)，可以得到高的致密度，但燒結(jié)溫度過高會導(dǎo)致出現(xiàn)溫度過高會導(dǎo)致出現(xiàn)α相和晶粒長大，磁性能惡化。若在較低溫度下燒結(jié)，雖能保持良好的磁性能，但粉末卻不能完全壓實，因此要詳細研究密度與性能的關(guān)系[35]。

SPS在燒結(jié)磁性材料時具有燒結(jié)溫度低、保溫時間短的工藝優(yōu)點。Nd Fe Co V B在650℃下保溫5min,即可燒結(jié)成接近完全密實的塊狀磁體，沒有發(fā)現(xiàn)晶粒長大[36]。用SPS制備的865Fe6Si4Al35Ni和MgFe2O4的復(fù)合材料（850℃，130MPa），具有高的飽和磁化強度Bs=12T和高的電阻率ρ=1×10Ω·m。

以前用快速凝固法制備的軟磁合金薄帶，雖已達到幾十納米的細小晶粒組織，但是不能制備成合金塊體，應(yīng)用受到限制。而采用SPS制備的塊體磁性合金的磁性能已達到非晶和納米晶組織帶材的軟磁性能。

納米材料

致密納米材料的制備越來越受到重視。利用傳統(tǒng)的熱壓燒結(jié)和熱等靜壓燒結(jié)等方法來制備納米材料時，很難保證能同時達到納米尺寸的晶粒和完全致密的要求。利用SPS技術(shù)，由于加熱速度快，燒結(jié)時間短，可顯著抑制晶粒粗化。例如：用平均粒度為5μm的TiN粉經(jīng)SPS燒結(jié)（1963K，196～382MPa，燒結(jié)5min），可得到平均晶粒65nm的TiN密實體[3]。文獻[3]中引用有關(guān)實例說明了SPS燒結(jié)中晶粒長大受到最大限度的抑制，所制得燒結(jié)體無疏松和明顯的晶粒長大。