傳統的熱壓燒結、熱等靜壓等方法制備納米材料，很難保證晶粒的納米尺寸，又達到完全致密的要求。利用SPS火花放電等離子燒結系統的SPS技術，加熱迅速，合成時間短，可明顯抑制晶粒粗化。利用SPS能快速降溫這一特點來控制燒結過程的反應歷程，避免一些不必要的反應發生，這就可能使粉末中的缺陷和亞結構在燒結后的塊體材料中得以保留，在更廣泛的意義上說，這一點有利于合成介穩材料，特別有利于制備納米材料。
　　SPS火花放電等離子燒結系統在進行具體的試驗操作時，將試樣裝入石墨模具中，模具置于上下電極之間，通過油壓系統加壓，然后對腔體抽真空，達到要求的真空度后通入脈沖電流進行實驗。脈沖大電流直接施加于導電模具和樣品上，通過樣品及間隙的部分電流激活晶粒表面，在孔隙間局部放電，產生等離子體，粉末顆粒表面被活化、發熱，同時，通過模具的部分電流加熱模具，使模具開始對試樣傳熱，試樣溫度升高，開始收縮，產生一定的密度，并隨著溫度的升高而增大，直至達到燒結溫度后收縮結束。
　　SPS火花放電等離子燒結系統主要由垂直單向加壓裝置、加壓自動顯示系統、電腦自動控制系統、帶水冷卻的通電裝置、支流脈沖燒結電源、水冷真空室、真空氣氛控制系統、各種內鎖安全裝置和中央控制操作面板組成。SPS利用直流脈沖電流直接通電燒結的加壓燒結方法，通過調節脈沖直流電的大小控制升溫速率和燒結溫度。整個燒結過程可在真空環境下進行，也可在保護氣氛中進行。燒結過程中，脈沖電流直接通過上下壓頭和燒結粉體或石墨模具，因此加熱系統的熱容很小，升溫和傳熱速度快，從而使快速升溫燒結成為可能。