主要目的是作为第二步使用冷等静压机 (CIP)，以纠正初始单轴压制 NBT-BT 陶瓷生坯时产生的密度分布不均。虽然初始单轴压机提供了大致的形状，但 CIP 工艺利用液体介质施加高而全向的压力，确保材料均匀且紧密地堆积。
核心要点 使用冷等静压机进行二次压制不仅仅是为了压实；它是一种纠正措施，旨在消除单轴压制引起的密度梯度和内部应力。这种均匀性是防止后续高温烧结过程中变形和开裂的关键因素。
克服单轴压制的局限性
方向性力的影响
单轴干压沿一个方向（沿轴线）施加力。虽然对于创建初始形状有效，但这种方法通常无法在生坯的整个体积内均匀压缩陶瓷粉末。
摩擦和密度梯度
在单轴压制过程中，粉末与模具壁之间会发生摩擦。这种摩擦阻碍了颗粒的移动，导致密度梯度——即粉末紧密堆积的区域和松散堆积的区域。
内部应力累积
这些密度变化会在 NBT-BT 生坯内产生内部应力。如果未经纠正，这些应力将成为削弱陶瓷结构完整性的薄弱点。
冷等静压的机理
各向同性压力施加
与单轴压机的定向力不同，CIP 使用液体介质施加压力。这确保了力是各向同性的，意味着它从各个方向同时以相等的量级作用。
消除内部空隙
极高的均匀压力（通常为数百兆帕）迫使陶瓷颗粒排列得更紧密。该过程有效地消除了初始成型后通常残留的内部空隙和多孔区域。
均化生坯
通过从所有侧面压缩材料，CIP 中和了由模具摩擦引起的密度变化。结果是生坯从表面到核心都具有一致、均匀的密度分布。
对烧结和最终质量的影响
防止差异收缩
陶瓷在高温烧结过程中会收缩。如果生坯密度不均匀，它会不均匀地收缩，导致翘曲或变形。CIP 可确保密度均匀，从而实现均匀收缩。
降低开裂风险
消除应力集中和密度梯度对于在窑炉中生存至关重要。经过 CIP 处理的生坯在热应力下发生开裂的可能性大大降低。
实现高最终密度
该过程为最终产品奠定了物理基础。它使 NBT-BT 陶瓷能够达到高相对密度（可能超过 99%），并保持一致的微观结构完整性。
常见的陷阱
仅依赖单轴压制
一个常见的错误是认为单轴压制足以满足高性能陶瓷的需求。跳过 CIP 步骤通常会导致“各向异性收缩”，即零件在烧制过程中会不可预测地变形。
忽略微观梯度
即使生坯在单轴压制后看起来是实心的，通常也存在看不见的微观梯度。未能通过等静压将其均化，可能导致最终 NBT-BT 部件突然失效或材料性能受损。
为您的项目做出正确选择
为确保最高质量的 NBT-BT 陶瓷，请根据您的具体质量目标调整您的加工步骤：
- 如果您的主要关注点是几何稳定性：优先考虑 CIP 步骤，以确保密度均匀，从而防止翘曲并在烧结过程中保持精确的尺寸。
- 如果您的主要关注点是机械强度：使用 CIP 来最大化生坯密度，因为这直接减少了内部空隙，否则这些空隙会成为最终产品中的裂纹萌生点。
通过在加热前标准化密度分布，您可以将易碎的预制件转化为坚固、高性能的陶瓷部件。
摘要表：
| 特性 | 单轴干压 | 冷等静压 (CIP) |
|---|---|---|
| 压力方向 | 单轴（单向） | 全向（各向同性） |
| 密度分布 | 不均匀（梯度） | 高度均匀/均质 |
| 内部应力 | 高（由摩擦引起） | 最小化 |
| 主要作用 | 初始成型 | 二次致密化和校正 |
| 烧结结果 | 翘曲/开裂风险 | 均匀收缩和高密度 |
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参考文献
- C. Efe, Cihangir Duran. Mechanical Property Characterization of Na1/2Bi1/2TiO3-BaTiO3 Ceramics. DOI: 10.7763/ijcea.2014.v5.423
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
