高纯石墨箔的主要功能是作为脱模剂。 在将碳化锆陶瓷粉末装入模具时，这一薄层充当粉末与模具内壁之间的关键屏障。其主要目的是确保烧结样品在过程完成后能够干净、轻松地从模具中分离出来。
核心要点 虽然石墨箔对于防止提取过程中的粘连至关重要，但它在热管理方面也起着同等重要的作用。它创造了一个稳定的接触界面，确保均匀冷却，这是防止碳化锆样品热应力开裂的关键。
脱模的机械原理
创建不粘屏障
在烧结过程中，材料会受到高温高压，这些条件通常会导致粉末与容器壁熔合。
防止化学粘附
石墨箔充当牺牲层。它可防止碳化锆与石墨模具发生化学反应或物理粘附。
便于样品提取
如果没有这种衬垫，移除致密化的陶瓷将需要过大的力。箔片可确保样品顺利滑出，从而保持样品的几何形状和模具的表面以供将来使用。
增强材料完整性
确保稳定接触
除了简单的分离，箔片还在刚性模具和收缩的陶瓷样品之间提供了一个一致、柔顺的界面。
促进均匀冷却
根据对碳化锆加工的技术观察，箔片可调节热传递。它可确保样品在烧结保温时间结束后在整个表面区域均匀冷却。
防止结构失效
这种均匀性至关重要。不均匀的冷却会导致热梯度，从而产生内部应力。通过减轻这些应力，石墨箔可直接防止最终陶瓷产品出现裂纹。
理解权衡
不当使用的风险
虽然箔片有益，但必须正确使用。如果在装载过程中箔片起皱或折叠，这些缺陷可能会压印在陶瓷表面上，造成应力集中或几何缺陷。
热接触电阻
箔片在热路径中增加了一个额外的界面。虽然它有助于均匀性，但确实会引入一层热阻。在加热过程中必须考虑这一点，以确保样品核心有效达到目标烧结温度。
为您的目标做出正确选择
为了最大程度地提高烧结过程的成功率，请有针对性地应用箔片：
- 如果您的主要重点是样品存活率：确保箔片完美光滑并紧贴模具壁，以保证均匀冷却并防止热应力开裂。
- 如果您的主要重点是模具寿命：使用高纯度箔片作为坚固的屏障，防止陶瓷粉末对模具壁造成化学腐蚀。
高纯石墨箔不仅仅是一种包装材料；它是一种功能性组件，决定了最终陶瓷部件的热历史和物理完整性。
摘要表：
| 功能类别 | 石墨箔的作用 | 主要优点 |
|---|---|---|
| 脱模 | 物理/化学屏障 | 防止粘附并简化样品提取 |
| 热控制 | 界面管理 | 促进样品表面的均匀冷却 |
| 结构完整性 | 应力缓解 | 防止热应力开裂和内部缺陷 |
| 模具维护 | 牺牲衬垫 | 保护模具壁免受化学腐蚀和磨损 |
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参考文献
- B.A.B. Alawad, T.T. Hlatshwayo. Microstructure of zirconium carbide ceramics synthesized by spark plasma sintering. DOI: 10.23647/ca.md20220408
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
