冷等静压机（CIP）在复制法中的主要作用是利用液压将松散的氯化钠（NaCl）颗粒压实成固体、均匀的预制件。该过程将粉末压实至特定的相对密度，通常在67%至86%之间，从而形成一个稳定的“负模”，定义了泡沫铝的最终结构。
核心要点 CIP工艺不仅仅是塑造盐模，它是泡沫功能特性的关键控制机制。通过施加均匀压力，CIP工艺决定了盐颗粒之间的接触面积，这最终决定了最终开孔材料的连接“窗口”（孔隙）的大小和渗透性。
预制件的制造机制
各向同性压力施加
与从一个方向施加力（单轴）的传统模压不同，CIP将模具浸入高压流体介质中。
这使得氯化钠粉末受到来自所有方向的均匀压力。这会产生一个“生坯”（压实的盐块），其整体密度一致，避免了单轴压制中常见的压力梯度和薄弱点。
达到目标生坯密度
此阶段的目标是将松散的粉末转化为粘结牢固的固体，而不会使其熔化。
CIP允许制造商达到精确的生坯密度，介于盐理论密度的67%至86%之间。这个密度范围至关重要，因为它确保了预制件足够坚固，能够承受后续熔融铝的浸润而不坍塌。
控制微观结构和渗透性
定义颗粒接触
CIP在此特定应用中最精密的功用是控制盐颗粒相互接触的程度。
随着等静压力的增加，盐颗粒被推得更近，导致它们的接触点变平并扩大。这个接触面积是泡沫互联性的物理蓝图。
创建“窗口”
在复制法中，盐最终会被溶解，留下铝。
在CIP过程中盐颗粒被压在一起的区域，就形成了铝单元之间的空心连接窗口。因此，CIP机器上的压力设置直接预定了这些窗口的大小，从而可以精确设计材料的渗透性和流动特性。
理解权衡
工艺复杂性与均匀性
虽然CIP与模压相比提供了卓越的均匀性，但它也增加了复杂性。
它通常是一种批次工艺，需要柔性模具和流体管理，与自动化干压相比，这可能会增加周期时间。然而，对于开孔泡沫，对均匀孔隙连通性的需求通常超过了单轴压制的速度。
尺寸限制
CIP系统的尺寸受压力容器的尺寸限制。
虽然研究系统直径可从2英寸到60英寸不等，但高压腔的物理尺寸决定了可以生产的泡沫铝板的最大尺寸。
为您的目标做出正确选择
为了优化您的泡沫铝生产，您必须将CIP压力设置与您期望的材料性能相关联。
- 如果您的主要关注点是高渗透性（流动）：使用较低的CIP压力以最小化颗粒接触面积，从而产生较小的连接窗口但整体孔隙率较高。
- 如果您的主要关注点是结构完整性：使用较高的CIP压力以最大化盐预制件的生坯密度（接近86%），确保更坚固的模具，从而获得更致密、更强的最终金属泡沫。
CIP不仅仅是一个压实工具；它是您调节材料精确内部结构的旋钮。
总结表：
| 特性 | 对泡沫铝的影响 | CIP阶段的目的 |
|---|---|---|
| 等静压力 | 均匀的密度分布 | 防止盐预制件中的结构薄弱点 |
| 密度控制 | 67%至86%的相对密度 | 确保预制件在金属浸润过程中的稳定性 |
| 颗粒接触 | 定义“窗口”大小 | 预定义最终泡沫的渗透性和流动性 |
| 工艺类型 | 高质量的批次生产 | 优化用于研究的复杂内部结构 |
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参考文献
- J. Despois, Andreas Mortensen. Permeability of open-pore microcellular materials. DOI: 10.1016/j.actamat.2004.11.031
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
