氮化硼 (BN) 板在烧结过程中充当钛粉压块的关键隔离屏障。由于钛在 1100°C 至 1400°C 的温度下具有高度反应性，这些板可防止金属与石墨炉衬或其他金属部件直接接触。这种物理分离对于阻止不希望发生的合金化反应和保持钛样品化学纯度至关重要。
在石墨炉中烧结钛会带来材料污染的高风险。氮化硼板充当化学惰性的“载体”，可中和这种风险，确保最终材料避免意外合金化并保持其预期性能。
挑战：高温下的反应性
钛的敏感性
钛在烧结过程中并非被动。当加热到标准的 1100°C 至 1400°C 烧结范围时，钛粉压块会变得高度反应性。
在这种状态下，金属就像海绵一样，随时准备与周围材料发生相互作用。
石墨的威胁
石墨炉能够产生必要的热量，但它们会带来化学危险。
如果钛与石墨衬或其他金属夹具直接接触，它会与之发生反应。这会导致界面污染，即外来元素扩散到钛的表面。
为什么氮化硼是标准解决方案
卓越的化学惰性
氮化硼 (BN) 的主要价值在于其抗反应性。
与其他在高温下可能降解或与钛相互作用的陶瓷不同，BN 保持化学惰性。它提供了一个稳定的、中性的表面，不会与烧结压块粘合。
有效的物理隔离
BN 板充当载体板，在样品和炉子之间创建物理间隙。
通过充当专用屏障，该板将反应性钛与石墨环境分离开来。这种隔离确保样品内部发生的唯一变化是期望的烧结机制，而不是不希望发生的合金化反应。
省略的后果（权衡）
表面杂质的风险
不使用载体板的权衡是表面化学性质的即时妥协。
没有 BN 屏障，钛与炉衬之间的界面就成为化学混合区。这会破坏样品表面的纯度。
不可预测的材料性能
污染很少是均匀或可预测的。
允许直接接触会将不可控变量引入过程。由此产生的合金化反应会改变钛的机械性能，使最终组件可能无法用于高精度应用。
确保工艺完整性
为了最大限度地提高烧结钛部件的质量，您必须控制样品的直接环境。
- 如果您的主要重点是化学纯度：使用 BN 板来完全阻止碳扩散和石墨衬的界面污染。
- 如果您的主要重点是工艺一致性：依靠 BN 的热稳定性，在整个 1100°C–1400°C 的加热周期中保持均匀的物理分离。
通过有效地将反应性金属与炉子环境分离开来，您可以保证最终产品的化学和结构完整性。
摘要表：
| 特征 | 氮化硼 (BN) 在钛烧结中的作用 |
|---|---|
| 温度范围 | 在 1100°C 至 1400°C 下有效 |
| 主要功能 | 充当惰性隔离屏障（载体板） |
| 化学性质 | 高惰性；抗与反应性钛粘合 |
| 优点：纯度 | 阻止碳扩散和界面污染 |
| 优点：稳定性 | 防止不可预测的合金化和表面降解 |
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参考文献
- Changzhou Yu, Mark I. Jones. Titanium Powder Sintering in a Graphite Furnace and Mechanical Properties of Sintered Parts. DOI: 10.3390/met7020067
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
