Lss系统中的加热和温度控制单元如何影响金刚石/铝复合材料的质量？

加热和温度控制单元通过管理精细的热平衡来控制金刚石/铝复合材料的结构完整性。它采用精确的两阶段加热曲线，在基体液化之前净化原材料，确保复合材料没有缺陷，同时防止化学降解。

LSS加热单元的核心功能是实现完全的基体浸润，同时不允许脆性碳化铝相形成。通过严格限制峰值温度下的保持时间，系统可以保持材料的机械性能。

两阶段加热协议

为了获得高质量的复合材料，系统将加热过程分为不同的阶段，每个阶段都有特定的物理功能。

第一阶段：450°C下的去污

加热曲线的第一阶段针对的是原材料混合物的纯度。系统将温度升高到450°C。

在此温度下，主要目标是去除挥发性污染物。这一阶段有效地驱除原材料中捕获的水分和吸附的气体。

在熔化之前消除这些气体至关重要。如果保留，它们会在最终产品中产生空隙或气孔，严重削弱复合材料。

第二阶段：683°C下的液化

去污完成后，温度升高到683°C。

这里的目标是将铝基体转变为完全熔融状态。这个特定温度确保铝具有良好的流动性。

金属需要高流动性才能完全浸润金刚石颗粒之间的空间，从而形成致密均匀的复合材料结构。

平衡流动性和化学稳定性

LSS加热单元最关键的方面不仅仅是达到温度，而是管理流动性和化学反应之间的“权衡”。

碳化铝的威胁

在高温下，金刚石（碳）与铝基体之间存在发生化学反应的风险。

这种反应会产生碳化铝，这是一种脆性相，会损害材料的强度。这种相的失控形成会导致材料不稳定和性能下降。

时间的关键作用

为了防止这种降解，控制单元必须严格限制在683°C峰值下的保持时间。

该系统设计为仅提供足够的时间让铝流动并粘合金刚石，但不足以让脆性碳化物相形成。

在此时间控制上的精确性是耐用复合材料与脆性失效之间的区别。

根据您的目标做出正确的选择

加热单元的参数决定了成型过程的成功与否。了解温度和时间之间的关系有助于更好地进行质量控制。

如果您的主要关注点是防止缺陷：确保450°C阶段足以完全排出水分和气体，防止产生气孔。
如果您的主要关注点是材料强度：验证683°C下的保持时间已最小化，以抑制脆性碳化铝的形成，同时仍能实现完全浸润。

严格遵守此两阶段热曲线是确保金刚石/铝复合材料稳定性能的唯一途径。

总结表：

加热阶段	目标温度	主要功能	对质量的影响
第一阶段：去污	450°C	去除水分和吸附的气体	消除气孔和内部空隙
第二阶段：液化	683°C	实现熔融状态和高流动性	确保完全浸润和致密结构
保持时间控制	在峰值（683°C）时	最小化化学反应时间	抑制脆性碳化铝的形成

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参考文献

Hongyu Zhou, Wenyue Zheng. Improved Bending Strength and Thermal Conductivity of Diamond/Al Composites with Ti Coating Fabricated by Liquid–Solid Separation Method. DOI: 10.3390/ma17071485

本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .