在此背景下，实验室液压机的主要功能是将松散的煅烧 Ce:YAG 粉末压实成称为生坯的粘结固体。使用圆形钢模，压机施加 20 MPa 的单向压力，将均匀混合的粉末压缩成特定的几何形状，通常是直径 18 毫米的圆盘。这种初始压缩创造了一个稳定的物理形态，便于处理和进一步加工。
液压机作为关键的预成型阶段，通过初步排除空气和提高初始密度来建立结构基础，为冷等静压 (CIP) 做好材料准备。
压实机制
单轴压力施加
实验室液压机通过在单个垂直方向上施加力来运行。
对于 Ce:YAG 陶瓷，具体参数是20 MPa 的单向压力。这种受控力对于克服粉末颗粒之间的摩擦至关重要，迫使它们更紧密地结合在一起。
几何成型
松散的粉末缺乏明确的形状，如果不小心处理会碎裂。
压机利用圆形钢模在压缩过程中容纳粉末。这为材料赋予了精确的几何形状，从而产生了标准化单元，例如 18 毫米的圆盘，确保了不同样品之间的一致性。
排除空气
此步骤最关键的功能之一是去除间隙空气。
当压机施加 20 MPa 的压力时，松散粉末颗粒之间的空气被排出。孔隙率的降低是实现光学陶瓷所需高透明度的第一步。
为下游加工做准备
提高生坯密度
虽然压机无法达到最终密度，但它显著提高了生坯的初始密度。
通过将颗粒更紧密地堆积在一起，压机创造了一种“生”（未烧结）陶瓷，它具有足够的机械强度来保持其形状。
冷等静压 (CIP) 的预成型
对于高性能 Ce:YAG 陶瓷，液压机很少是最终的成型步骤。
它作为冷等静压的预成型步骤。CIP 需要一个固体预成型件才能对其进行作用；液压机提供了这种结构基础。没有这种初始单轴压缩，粉末在等静压机中将难以密封和均匀压缩。
理解权衡
密度梯度
由于压力是单向的（从顶部或底部施加），与模具壁的摩擦会导致密度分布不均。
边缘或与冲头接触的表面可能比中心更致密。这就是为什么此步骤之后通常会进行等静压，它从所有侧面施加压力以均化密度。
压力限制
施加压力必须是微妙的平衡。
虽然 20 MPa 是此特定应用的标准，但显著偏离可能会导致问题。过大的压力可能导致生坯分层或开裂，而压力不足则会导致样品在处理过程中解体。
为您的目标做出正确选择
为了最大限度地提高实验室液压机在您的陶瓷工作流程中的有效性，请考虑以下具体目标：
- 如果您的主要重点是处理和工作流程效率：确保您的钢模经过精密加工，以生产一致的 18 毫米圆盘，从而在不损坏的情况下轻松转移到 CIP 阶段。
- 如果您的主要重点是最终光学质量：将液压机严格视为预成型工具；依靠后续的冷等静压来纠正单轴压制过程中引入的密度梯度。
成功制造 Ce:YAG 陶瓷的关键在于将液压机用作稳定、一致的高压处理基础的创建者，而不是最终的致密化工具。
总结表：
| 工艺特点 | 规格/功能 |
|---|---|
| 施加压力 | 20 MPa 单向 |
| 使用的工具 | 精密圆形钢模 |
| 主要产出 | 直径 18 毫米陶瓷圆盘（生坯） |
| 核心功能 | 粉末压实、排除空气和几何成型 |
| 下一个工作流程步骤 | 冷等静压 (CIP) 以均化密度 |
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参考文献
- Aochen Du, Jiang Li. Ce:YAG Transparent Ceramics Enabling High Luminous Efficacy for High-power LEDs/LDs. DOI: 10.15541/jim20200727
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
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