PEEK 模具和不锈钢柱塞的组合是为了在结构完整性和精确的电化学隔离之间取得平衡。 PEEK 提供了高电绝缘性，这对于防止在敏感的原位测量过程中发生电流泄漏至关重要，同时它还具有足够的机械强度来承受数百万帕斯卡的压力。不锈钢柱塞具有双重目的：它们作为传递力的坚固部件，并充当阻挡电极，以创建用于精确分析的对称电池。
通过结合 PEEK 的绝缘性能与不锈钢的导电性和强度，研究人员创建了一个“对称电池系统”。这确保了当您评估离子迁移或电子电阻时，您测量的是电解质的固有特性，而不是由模具本身引起的伪影。
PEEK（聚醚醚酮）的关键作用
确保电隔离
PEEK 在此应用中的主要优势在于其优异的电绝缘性。
在冷压过程中，尤其是在进行原位电化学阻抗谱（EIS）测量时，电流仅通过样品流动至关重要。
PEEK 可防止短路，并确保电流不会通过模具壁泄漏，否则会扭曲阻抗数据并导致电阻计算不准确。
承受高压
尽管 PEEK 是一种聚合物，但它具有足够的机械强度来处理颗粒成型所需的巨大力。
它可以承受高达数百万帕斯卡（最高 450 MPa）的压力，而不会发生显著变形或结构失效。
这种刚性使得模具能够有效地容纳电池粉末，并精确地确定压制颗粒的最终直径。
化学稳定性
PEEK 为电解质提供了一个化学惰性环境。
它可防止在压实过程中样品与模具壁之间发生不希望的电化学反应。
这确保了样品的纯度得以保持，并且颗粒的化学成分在后续测试中保持不变。
不锈钢柱塞的功能
精确的力传递
不锈钢柱塞在组件中充当传递力的部件。
它们足够坚固，可以将液压机施加的均匀、巨大的压力直接传递到粉末上，而不会弯曲或屈服。
这种均匀性对于消除内部气孔和制造高初始密度的颗粒至关重要。
充当阻挡电极
在此特定配置中，柱塞充当阻挡电极。
由于它们具有导电性，但又不参与与电解质的电化学反应，因此它们能够创建精确的对称电池系统。
这种设置能够准确评估离子迁移特性和电子电阻，而不会受到电极反应动力学干扰。
理解权衡
压力限制 vs. 钢材
虽然 PEEK 作为聚合物非常坚固，但与硬化钢模具相比，其极限屈服强度较低。
如果压制要求超过材料的特定极限（通常约为 450 MPa），PEEK 模具可能会变形或开裂，而钢模具则会保持完整。
热约束
PEEK 是一种热塑性塑料；虽然在室温下稳定，但其机械性能在极高温度下会下降。
虽然适用于冷压，但这种特定的模具设置通常不适用于高温烧结工艺（如烧结 BCZY622 所提到的 1600°C），这些工艺在绿色体形成后需要不同的容纳方法。
根据您的目标做出正确的选择
为确保您的实验设置产生有效数据，请根据您的具体分析需求选择合适的设备：
- 如果您的主要关注点是原位电化学分析： 使用 PEEK/不锈钢组合来保证电隔离和准确的阻抗谱数据。
- 如果您的主要关注点是实现最大的初始密度： 验证您的目标压力是否不超过 PEEK 模具的额定值（例如 450 MPa）；否则，可能需要更强的合金模具来进行初始压制。
最终，这种混合装置是行业标准，用于将感兴趣的变量——电解质的性能——与测试设备的机械变量分离开来。
摘要表：
| 组件 | 材料 | 主要功能 | 关键优势 |
|---|---|---|---|
| 模具主体 | PEEK | 电隔离和容纳 | 防止电流泄漏；高化学惰性 |
| 柱塞 | 不锈钢 | 力传递和电极 | 充当阻挡电极；承受高压 |
| 总成 | 混合 | 对称电池创建 | 支持高达 450 MPa 的精确原位 EIS 测量 |
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参考文献
- Denys S. Butenko, Jinlong Zhu. Rapid Mechanochemical Synthesis of Oxyhalide Superionic Conductor: Time‐Resolved Structural Evolution. DOI: 10.1002/smtd.202500947
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
