冷等静压（CIP）在此特定制造阶段的主要功能是消除残留的微孔并使氧化铝氮化物（AlON）生坯的密度均匀化。通过利用液体介质施加高而全向的压力（通常为 200 MPa），CIP 可以纠正初始温压过程留下的内部不一致性。
核心要点 温压成型材料，但通常会留下微观空隙和应力梯度，这些会在后续加工中导致失效。CIP 作为关键的校正步骤，确保生坯达到后续无压烧结阶段可预测、无变形收缩所需的均匀高密度。
二次压实机制
消除残留孔隙率
温压成型 AlON 坯体的基本形状，但很少能达到完美的内部密度。残留的微孔通常仍被困在材料结构中。
CIP 通过施加强烈的静水压力来针对这些特定的空隙。这会迫使颗粒排列得更紧密，从而有效地压碎温压无法去除的剩余微孔。
各向同性压力施加
与从单一方向施加力的单轴压制不同，CIP 利用液体介质传递压力。这确保了力同时均匀地施加到生坯的每个表面。
这种“各向同性”（全向）方法对 AlON 至关重要。它消除了在早期成型步骤中通常会产生的内部应力梯度，确保内部结构从核心到表面都保持一致。
对烧结和最终质量的影响
防止烧结变形
此 CIP 步骤的最终目标是为无压烧结制备材料。如果生坯进入炉子时密度不均匀，它将不均匀收缩，导致翘曲或开裂。
通过首先实现高水平的密度均匀性，CIP 确保 AlON 坯体进行无变形收缩。材料可预测地收缩，保持其预期的几何形状。
最大化致密化
对于像 AlON 这样的高性能陶瓷，最大化“生坯密度”（烧结前的密度）至关重要。CIP 将材料推向比单独温压所能达到的更高的致密化水平。
这种更高的初始密度减少了颗粒在烧结过程中需要移动以键合的距离。这有助于更有效的烧结过程和机械性能更优越的最终产品。
理解权衡
工艺复杂性与产量
引入 CIP 会增加一个独立的加工步骤，需要专门的高压设备和液体处理。与直接烧结方法相比，这增加了整体周期时间和生产成本。
设备限制
虽然 CIP 在致密化方面表现出色，但通常仅限于更简单的形状或需要复杂的柔性模具。生坯必须密封在防水模具（袋）中；如果密封失效，液体介质会污染 AlON 粉末，毁坏零件。
为您的目标做出正确选择
为了确定 CIP 步骤对您特定的 AlON 应用有多重要，请考虑以下几点：
- 如果您的主要重点是光学清晰度和强度：您必须优先考虑 CIP 步骤。消除微孔对于实现 AlON 应用（例如透明装甲）所需的光学透明度和机械完整性是必不可少的。
- 如果您的主要重点是尺寸控制：您应该依靠 CIP 来保证均匀收缩。没有各向同性压力步骤，由于不可预测的翘曲，在无压烧结过程中几乎不可能保持严格的几何公差。
总之，CIP 不仅仅是一个致密化步骤；它是使 AlON 的高质量无压烧结成为可能的结构均衡过程。
总结表：
| 特征 | CIP 在 AlON 加工中的作用 |
|---|---|
| 主要目标 | 消除残留微孔和内部应力梯度 |
| 压力类型 | 各向同性（全向）静水压力（高达 200 MPa） |
| 烧结影响 | 确保无变形收缩和可预测的几何形状 |
| 材料质量 | 最大化生坯密度，以获得卓越的光学清晰度和强度 |
| 要求 | 高性能透明装甲应用必需 |
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参考文献
- Feng Zhao, Tien‐Chang Lu. Highly-transparent AlON ceramic fabricated by tape-casting and pressureless sintering method. DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2019.11.065
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
