通过冷等静压（CIP）施加147 MPa的压力是确保NBT-SCT生坯结构均匀性的决定性步骤。通过利用流体介质从各个方向施加力，该特定压力水平最大化了生坯密度，并消除了通常由标准单轴压制产生的内部空隙和密度梯度。
核心见解： 虽然标准压制用于塑形材料，但147 MPa的CIP步骤是为NBT-SCT微观结构为性能做准备的关键。它创造了一个高度均匀、致密的“生坯”状态，这对于优化固相晶体生长（SSCG）过程中的扩散路径和防止烧结过程中的物理变形至关重要。
全向压力的力学原理
克服单轴压制的局限性
标准的机械压制通常从一个轴（自上而下）施加力。这通常会导致“密度梯度”，即材料在表面附近致密，但在中心处多孔。
CIP通过将模具浸入流体中来解决这个问题。当加压至147 MPa时，流体从各个角度均匀地压缩NBT-SCT粉末。
消除微观空隙
该压力的主要功能是消除内部空隙。在147 MPa下，粉末颗粒被迫重新排列，闭合了充当失效点的微观间隙。
这创造了一个均匀的结构，其中整个生坯体积的密度是一致的。
在固相晶体生长（SSCG）中的关键作用
优化扩散路径
对于NBT-SCT陶瓷，最终目标通常是成功的固相晶体生长。这个过程在很大程度上依赖于原子扩散。
在147 MPa下致密的生坯使颗粒更靠近。这种接近提供了优越的扩散路径，使晶体结构在热处理过程中能够更有效、更完整地生长。
抑制烧结变形
不均匀的生坯在加热时表现出不可预测的行为。低密度区域比高密度区域收缩得更快，导致翘曲或开裂。
通过在加热之前确保高且均匀的密度，CIP过程最大限度地减少了差异收缩。这抑制了变形，确保最终部件保持其预期的形状和尺寸稳定性。
常见陷阱和工艺权衡
跳过CIP的风险
不使用CIP也可以成型陶瓷，但这会给NBT-SCT等高性能材料带来重大风险。仅依赖干压会留下残余应力和密度变化。
在烧结阶段，这些变化通常表现为微裂纹或变形，从而损害最终零件的机械完整性。
压力校准
虽然高压是有益的，但必须加以控制。147 MPa这个数字很重要，因为它提供了足够的力来接近理论密度，而不会过度压缩或损坏模具组件。
为您的目标做出正确选择
为了最大化您的NBT-SCT加工质量，请将您的压制策略与您的具体最终目标结合起来：
- 如果您的主要重点是晶体生长（SSCG）：优先考虑CIP以最大化颗粒接触，因为这为晶体发育创造了最有效的原子扩散路径。
- 如果您的主要重点是尺寸精度：使用CIP消除密度梯度，这是防止烧结过程中翘曲最有效的方法。
持续施加均匀的高压是将易碎的粉末压坯转化为坚固、高性能陶瓷的前提。
总结表：
| 特征 | 147 MPa CIP对NBT-SCT的影响 | 对最终陶瓷的好处 |
|---|---|---|
| 压力类型 | 全向（基于流体） | 消除密度梯度和内部应力 |
| 生坯密度 | 最大化且高度均匀 | 防止烧结过程中的翘曲和开裂 |
| 微观结构 | 消除微观空隙 | 增强机械完整性和强度 |
| 扩散路径 | 最小化颗粒间距 | 促进有效的固相晶体生长（SSCG） |
| 尺寸精度 | 抑制差异收缩 | 确保高精度形状和尺寸稳定性 |
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参考文献
- Phan Gia Le, Won‐Jin Moon. Growth of single crystals in the (Na1/2Bi1/2)TiO3–(Sr1–xCax)TiO3 system by solid state crystal growth. DOI: 10.1007/s40145-021-0481-2
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
