施加氮化硼（BN）喷雾的主要功能是作为高性能的润滑剂和脱模剂。 当施加到钢模的内壁时，它会形成一个关键屏障，显著降低氧化锌（ZnO）陶瓷粉末与模具表面之间的摩擦。这种摩擦的减少是成功压实陶瓷生坯的基本机制。
模压依赖于将压力有效地传递通过粉末床。氮化硼通过消除壁面摩擦来实现这一点，确保最终部件具有均匀的密度并在从模具中取出时保持完整。
压实性能改进的力学原理
施加氮化硼解决了将干粉压在坚硬钢表面上的物理限制。
降低壁面摩擦
磨蚀性陶瓷粉末与钢模之间的界面自然会产生高摩擦。
BN喷雾改变了这个界面，充当润滑剂，使粉末颗粒的外层能够相对于模具壁滑动，而不是粘附在上面。
促进压力均匀分布
当壁面摩擦高时，压机施加的压力会因拖曳而损失，无法有效地传递通过粉末。
通过减轻这种拖曳，BN喷雾促进了整个粉末体积内压力的更均匀分布。
最小化密度梯度
压力不均匀的直接结果是“密度梯度”，即陶瓷部件的外边缘比中心更致密。
BN提供的润滑确保粉末均匀压实，从而最小化生坯内的密度变化。
确保结构完整性
除了陶瓷的内部结构外，氮化硼对于压制部件的物理处理至关重要。
充当脱模剂
一旦释放压力，压实的部件（生坯）必须从模具中弹出。
BN喷雾充当不粘脱模剂，确保压实的粉末在这一关键步骤中不会粘附在钢壁上。
防止表面缺陷
陶瓷与模具之间的粘附是表面损坏的主要原因。
通过防止粘连，喷雾确保生坯可以被移除而不会出现表面裂纹或撕裂。
摩擦管理风险
虽然氮化硼解决了特定问题，但了解摩擦失效的后果对于过程控制至关重要。
润滑不足的影响
如果润滑层不足或缺失，粉末与壁面之间的摩擦将成为主导力量。
这会立即阻碍压力传递，导致部件看起来坚固但内部存在薄弱、低密度区域。
顶出应力
如果没有脱模剂提供的“滑动”，移除部件所需的顶出力会显著增加。
高顶出力通常会超过脆弱生坯的强度，导致立即断裂或导致后续烧结失败的微裂纹。
优化您的压制工艺
为了确保高质量的ZnO陶瓷制备，请将氮化硼的使用与您的特定质量指标相匹配。
- 如果您的主要关注点是内部均匀性： 依靠BN的润滑性能来最小化密度梯度，确保陶瓷的核心与表面一样致密。
- 如果您的主要关注点是表面光洁度： 利用BN的脱模剂功能防止粘附，确保生坯在弹出时不会出现表面撕裂或开裂。
持续应用氮化硼是获得结构牢固的陶瓷部件与因内部应力和表面缺陷而受损的部件之间的区别。
总结表：
| 功能 | 机制 | 益处 |
|---|---|---|
| 润滑 | 减少粉末与钢材之间的壁面摩擦 | 实现均匀的压力分布 |
| 脱模剂 | 形成不粘屏障 | 防止顶出过程中的表面裂纹 |
| 均匀性 | 最小化由拖曳引起的密度梯度 | 消除密度梯度以确保结构完整性 |
| 保护 | 减少磨损性接触 | 延长模具寿命并确保表面光洁度 |
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参考文献
- Ji‐Woon Lee, Soong‐Keun Hyun. Microstructure and Density of Sintered ZnO Ceramics Prepared by Magnetic Pulsed Compaction. DOI: 10.1155/2018/2514567
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
