在碳化硅/钇铝石榴石陶瓷生坯成型中，实验室液压机的作用是什么？关键的致密化作用

实验室液压机是碳化硅/钇铝石榴石陶瓷生坯成型中的主要致密化工具。其具体功能是通过碳钢模具施加 100 MPa 的单轴压力，将松散的颗粒状粉末转化为具有足够操作强度的结构化矩形生坯。

压机作为颗粒重排的初始驱动力，创造了一个具有进一步高压加工所需结构完整性的几何基础。

生坯致密化的力学原理

对于碳化硅/钇铝石榴石陶瓷，液压机不仅仅是施加随机力；它通过碳钢模具施加 100 MPa 的校准载荷。

该压力以单轴（一个方向）方式施加。这个特定的压力阈值对于克服粉末颗粒之间的摩擦而又不至于过度压碎颗粒至关重要。

该压力的主要作用是迫使颗粒状粉末重新排列。

在松散状态下，颗粒之间存在显著的空隙。液压机通过机械作用将这些颗粒压实成更紧密的结构，在施加热量之前启动致密化过程。

压机决定了陶瓷样品的宏观形状。

在此特定情况下，松散的材料被预压成矩形。这确保了生坯具有与最终部件或后续加工阶段所需规格相匹配的一致几何形状。

此阶段的一个关键目标是创建一个足够坚固、可以处理的“生坯”。

如果没有这种单轴压实，粉末将保持松散且难以处理。压机在颗粒之间产生足够的机械互锁，使样品能够从模具中取出并运输而不会碎裂。

重要的是要认识到，对于碳化硅/钇铝石榴石陶瓷，这种液压压制通常是预成型步骤，而不是最终致密化。

主要参考资料指出，此步骤创建了一个适合“进一步高压加工”的坯体。这通常意味着液压机为冷等静压（CIP）等技术奠定了基础，而冷等静压需要一个固体的、预成型的形状才能有效工作。

虽然液压机在成型方面表现出色，但仅从一个方向（单轴）施加压力可能会导致密度梯度。

与模具壁的摩擦意味着最靠近冲头的粉末可能比中心或底部的粉末更致密。这就是为什么此步骤通常被认为是“预压”——它确定了形状，但通常需要进一步加工才能在整个体积中实现均匀的高密度。

如果管理不当，快速压缩可能会在基体中截留空气。

虽然压力有助于排出空气，但必须控制压机的速度，以允许夹带的空气逸出模具，防止在烧结过程中可能导致陶瓷开裂的内部缺陷。

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Chang Zou, Xingzhong Guo. Microstructure and Properties of Hot Pressing Sintered SiC/Y3Al5O12 Composite Ceramics for Dry Gas Seals. DOI: 10.3390/ma17051182

本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .