实验室液压机是铌酸锶钡（SBN）陶瓷制造中的主要几何定义工具。具体来说，它施加90 MPa的轴向压力，将细小的SBN粉末压实成精确的圆盘，尺寸为10毫米直径和1毫米厚度。
核心要点 液压机通过机械迫使颗粒重新排列和排除空气，将松散的陶瓷粉末转化为坚固的固体——称为“生坯”。此步骤并非旨在达到最终密度，而是为了建立后续冷等静压所需的初始形状和足够的机械强度。
SBN生坯形成的力学原理
单轴压力的精确施加
液压机使用特定的模具——通常是不锈钢模具——来容纳松散的SBN粉末。
机器施加90 MPa的垂直（轴向）力。这种高压迫使松散的颗粒移动、滑动并锁定在一起，显著减小了粉末床的体积。
几何定义
此阶段的主要输出是尺寸一致性。
通过使用固定直径的模具，压机确保每个样品都标准化为10毫米直径。压力保持以达到约1毫米的目标厚度，为所有后续实验创建统一的基准。
颗粒重排和空气排除
压制前，粉末中含有大量的空气间隙。
液压压缩迫使空气从颗粒之间排出。这会在陶瓷颗粒之间产生物理互锁，用固-固接触点取代空气空隙。
生坯强度的作用
处理能力
液压机的关键功能是赋予“生坯强度”。
没有这种压缩，粉末将保持松散或在触摸时碎裂。90 MPa的压力产生一个半固体的圆盘，足够坚固，可以从模具中取出并进行处理而不会解体。
等静压的前体
液压机并非完成所有工作；它为样品准备了下一步。
SBN陶瓷需要高密度才能获得最佳性能。液压机创建了一个“原型”结构。这种预成型的圆盘提供了必要的结构完整性，以承受后续用于实现更高、更均匀密度的冷等静压（CIP）的流体压力。
理解权衡
单轴与等静压的局限性
虽然液压机在成型方面表现出色，但它只在一个方向（垂直）施加力。
这可能导致密度梯度，即由于壁摩擦，陶瓷在压头附近密度较高，而在中心或角落密度较低。
层裂的风险
如果压力施加过快或突然释放，被困的空气可能会试图逸出，导致圆盘形成水平裂缝或层。
这就是为什么必须以受控的方式施加90 MPa的压力，以确保在样品进入CIP之前实现结构均匀性。
为您的目标做出正确选择
## 优化SBN陶瓷制造
为确保最高质量的SBN样品，请根据您的具体实验需求调整压制参数：
- 如果您的主要重点是几何一致性：确保您的模具精密加工至10毫米，并保持所有样品90 MPa的压力一致，以标准化1毫米的厚度。
- 如果您的主要重点是最大密度：将液压机仅视为成型步骤；依靠后续的冷等静压（CIP）处理来实现均匀致密化。
- 如果您的主要重点是样品完整性：仔细监控弹出过程；90 MPa下的生坯强度足以进行处理，但1毫米的圆盘在烧结前仍然很脆弱。
通过控制初始单轴压缩，您可以为高性能陶瓷合成建立所需的几何和结构基础。
总结表：
| 参数 | 规格 | 在SBN制造中的作用 |
|---|---|---|
| 材料 | 铌酸锶钡（SBN） | 高性能陶瓷粉末 |
| 施加压力 | 90 MPa（单轴） | 颗粒重排和空气排除 |
| 生坯直径 | 10毫米 | 几何标准化 |
| 生坯厚度 | 约1毫米 | 烧结的基准一致性 |
| 压制后目标 | 生坯强度 | 便于处理和后续CIP处理 |
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参考文献
- Solveig S. Aamlid, Tor Grande. The Effect of Cation Disorder on Ferroelectric Properties of SrxBa1−xNb2O6 Tungsten Bronzes. DOI: 10.3390/ma12071156
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
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