在板状氧化铝的热压过程中，石墨模具充当主要的结构容器，而钼箔和石墨纸则充当关键的保护屏障。
这些组件共同创造了一个受控环境，可以在不影响陶瓷的化学纯度或物理完整性的情况下施加高压和高温。石墨模具承受巨大的物理载荷，而箔和纸衬里可防止氧化铝与工具粘结，并保护其免受碳污染。
核心要点 要获得高光学质量的透明氧化铝，不仅需要热量和压力；还需要严格隔离样品。战略性地使用钼和石墨衬里可将模具的机械要求与陶瓷的化学敏感性分离开来，确保最终产品保持纯净且无缺陷。
结构基础：石墨模具
承受载荷
高强度石墨模具的主要作用是充当承压容器。
在热压过程中，模具必须能够承受极大的机械应力，同时保持其形状。它限制了氧化铝粉末，确保施加的压力有效地使材料致密化。
耐热性
石墨之所以被选作此结构角色，是因为它能在金属可能软化或熔化的温度下保持其强度。
它充当稳定的框架，使工艺能够达到所需烧结温度，而不会发生结构失效或组件变形。
保护界面：箔和纸衬里
防止机械粘结
热压过程中的一个主要风险是样品与工具粘结。
为防止这种情况发生，在氧化铝与石墨组件之间插入了由0.14 毫米厚的钼箔和0.26 毫米厚的石墨纸组成的衬里系统。
这种多层界面充当物理脱模剂。它确保氧化铝样品不会与石墨柱塞或模具内壁粘结，从而便于轻松取出成品陶瓷。
控制碳污染
对于需要光学质量（透明度）的应用，化学纯度是必不可少的。
在高温下，氧化铝与石墨直接接触会导致碳扩散。这种污染会产生降低最终板材透明度和光学性能的缺陷。
钼和石墨纸衬里充当扩散屏障。它们大大减少了碳从模具环境向氧化铝的迁移，从而保持了样品的固有纯度。
理解权衡
组装复杂性
使用多层衬里系统会增加制造过程中的变量。
必须保持钼箔和石墨纸的精确排列，以确保均匀保护。这些 0.14 毫米和 0.26 毫米层中的任何间隙或错位都可能导致局部污染或粘点。
材料相互作用风险
虽然衬里可以防止样品粘在模具上，但在特定条件下，它们必须与样品本身在化学上兼容。
操作员必须确保钼箔不会与所压制的特定氧化铝成分发生不良反应。目标是隔离样品，而不是引入新的金属污染源。
为您的目标做出正确选择
在设计陶瓷热压组件时，模具和衬里的配置决定了产出质量。
- 如果您的主要重点是光学透明度：优先考虑钼和石墨纸屏障的完整性，以严格限制碳扩散。
- 如果您的主要重点是结构密度：关注高强度石墨模具在不发生变形的情况下承受最大压力的能力，确保均匀压实。
热压成功的关键在于平衡模具的强大作用与衬里的精细保护。
总结表：
| 组件 | 材料 | 厚度 | 主要功能 |
|---|---|---|---|
| 模具 | 高强度石墨 | 不适用 | 结构约束和承压 |
| 箔衬里 | 钼 | 0.14 毫米 | 化学屏障；防止碳扩散和粘结 |
| 纸衬里 | 石墨 | 0.26 毫米 | 物理脱模剂；便于取出样品 |
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参考文献
- Andrew Schlup, Jeffrey P. Youngblood. Hot‐pressing platelet alumina to transparency. DOI: 10.1111/jace.16932
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
