压制柱塞的速度是 SHS-挤出过程中 MgAl2O4-TiB2 复合材料结构结果的决定性控制变量。通过直接影响变形速率，柱塞速度决定了最终产品是呈现出具有核壳结构的实心致密棒还是空心陶瓷管。
核心要点：柱塞速度通过操纵 Barus 效应（挤出物膨胀）充当结构开关。超过特定的速度阈值会将制造输出从致密的、分离的棒材转变为空心结构，从而在不改变化学成分的情况下实现几何形状的多样化。
结构变化机制
复合材料的物理形状不仅由模具决定，还取决于材料在特定变形速率下的行为。
关键阈值
该过程的定义边界是柱塞速度为65 毫米/秒。
该速度是一个临界点。陶瓷膏体的行为取决于压力施加在该速率之上还是之下，会发生根本性变化。
高速操作：制造空心棒材
当需要轻质或管状部件时，高速挤出是一种有效的策略。
触发 Barus 效应
当柱塞速度超过65 毫米/秒时，材料会经历高变形速率。
这种快速压缩会触发Barus 效应，通常称为挤出物膨胀。
所得结构
材料在离开模具后不会保持模具的确切尺寸，而是会立即膨胀。
这种膨胀现象导致挤出物自然形成空心陶瓷棒材。
低速操作：制造致密复合材料
当优先考虑结构完整性和密度时，会采用较低的速度。
促进材料分离
将柱塞操作速度保持在 65 毫米/秒阈值以下可避免 Barus 效应。
这种较慢的变形速率使材料沉淀成致密的复合棒材。
核壳形成
低速挤出产生特定的内部结构。
成品具有由MgAl2O4 外壳包围的独特的TiB2 核心。
理解权衡
虽然速度提供了多功能性，但它也带来了一些必须管理的特定加工限制。
对速度的敏感性
主要的权衡是结构结果对变形速率高度敏感。
很难实现“中间”结构；跨越速度阈值会急剧改变几何形状，从实心变为中空。
精度要求
由于速度决定了最终形式，因此压机的机械控制必须精确。
精确调节是强制性的，以确保柱塞速度始终保持在 65 毫米/秒阈值的期望一侧，以防止结构缺陷。
为您的目标做出正确选择
要选择正确的柱塞速度，您必须确定最终应用所需的几何形状和内部结构。
- 如果您的主要重点是生产空心部件：将柱塞速度保持在65 毫米/秒以上，以利用 Barus 效应实现自然的管材形成。
- 如果您的主要重点是高密度结构完整性：将柱塞速度保持在65 毫米/秒以下，以生产具有 TiB2 核心和 MgAl2O4 外壳的实心棒材。
通过严格控制变形速率，您可以从单一材料体系中生产出两种截然不同的陶瓷产品。
摘要表：
| 柱塞速度 | 变形速率 | 现象 | 最终结构 | 核壳结果 |
|---|---|---|---|---|
| < 65 毫米/秒 | 低 | 材料分离 | 致密实心棒 | TiB2 核心 / MgAl2O4 外壳 |
| > 65 毫米/秒 | 高 | Barus 效应（膨胀） | 空心陶瓷管 | 无核壳形成 |
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参考文献
- А. P. Chizhikov, М. С. Антипов. Influence of technological parameters on the process of SHS-extrusion of composite material MgAl2O4‑TiB2. DOI: 10.22226/2410-3535-2022-2-158-163
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
