将硬脂酸锌涂覆在模具壁上的主要作用是作为关键的脱模润滑剂。
在 Y-TZP（氧化钇稳定的四方相氧化锆）陶瓷的单轴压制过程中，这种润滑剂可显著降低陶瓷粉末与金属模具之间的摩擦。通过减轻这种摩擦，硬脂酸锌发挥了两个基本作用：确保施加的压力均匀地传递到整个粉末压坯中，并促进脆弱样品安全、无缺陷地弹出。
核心要点 模具壁的摩擦是陶瓷成型的结构完整性的敌人。硬脂酸锌可以中和这种摩擦，防止压实过程中的密度梯度，并保护“生坯”在弹出过程中免受崩边或开裂。
优化内部结构
要理解硬脂酸锌的价值，必须超越表面，深入了解粉末压实过程的力学原理。
最小化摩擦力
当 Y-TZP 粉末被压缩时，它会自然地抵抗与模具刚性壁的接触。
这种阻力产生了壁面摩擦，消耗了一部分压制力。硬脂酸锌充当界面层，大大降低了摩擦系数。
增强压力传递
在单轴压机中，压力从一个方向施加。高壁面摩擦会阻止压力深入粉末床。
通过润滑模具壁，硬脂酸锌使压力能够均匀地传递到材料的整个体积中。这确保了样品底部接收到的力几乎与顶部相同。
消除密度梯度
均匀压力的直接结果是均匀密度。
在没有润滑的情况下，摩擦会导致外层比内层更致密，从而产生密度梯度。硬脂酸锌有助于形成均匀的内部结构，这对于最终烧结陶瓷的机械可靠性至关重要。
保护生坯
“生坯”（已压制但未烧结的陶瓷）在机械上很脆弱。弹出阶段是发生大多数制造缺陷的地方。
促进顺畅弹出
释放压力后，部件必须从模具中推出。
硬脂酸锌确保这种机械弹出是顺畅且连续的。它防止粉末压坯在滑出时粘附或卡在模具壁上。
防止物理缺陷
如果在弹出过程中部件卡住，应力会集中在边缘。
这通常会导致边缘崩边或灾难性的开裂。涂覆硬脂酸锌可起到保护作用，保持样品的几何精度，使其能够完好无损地进行烧结。
不充分润滑的风险
虽然硬脂酸锌是一种强大的工具，但了解未能有效控制摩擦的后果非常重要。
摩擦的代价
省略或少量使用润滑剂会带来直接的结构风险。主要缺点是产生不均匀的部件。样品在外观上可能看起来完美，但由于摩擦力消耗了压制力，内部可能含有薄弱、低密度的区域。
弹出应力
此外，没有这种润滑屏障，所需的弹出力会显著增加。高弹出力会对生坯施加过大的应力。这会大大增加报废率，因为微裂纹可能只有在昂贵的烧结过程完成后才能显现。
确保样品质量
要获得高质量的 Y-TZP 样品，使用硬脂酸锌不是可选项；它是工艺必需品。
- 如果您的主要关注点是结构均匀性：使用硬脂酸锌可确保压力到达样品的中心，从而最大限度地减少密度变化。
- 如果您的主要关注点是产量：依靠润滑剂来防止在生坯弹出过程中常见的边缘崩边和开裂。
通过控制模具壁的摩擦，您可以确保陶瓷部件的内部密度和外部完整性。
总结表：
| 特性 | 硬脂酸锌的功能 | 对 Y-TZP 质量的影响 |
|---|---|---|
| 摩擦管理 | 降低粉末与模具壁之间的阻力 | 改善压力传递和均匀性 |
| 结构密度 | 消除内部密度梯度 | 确保均匀的机械可靠性 |
| 弹出阶段 | 防止取出过程中的粘附和卡滞 | 保护生坯免受边缘崩边 |
| 表面完整性 | 创建光滑的界面层 | 保证无缺陷、高精度的几何形状 |
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参考文献
- Widaningsih Widaningsih, Oka Lestari. Shrinkage Volume, Compressive Strength, and Surface Roughness Y-TTRIA Stabilized Tetragonal Zirconia Polycrystal (Y-TZP) Using Binders Variation PVA:PEG as an Alternative Dental Implants Materials. DOI: 10.1055/s-0043-1761595
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
