在此背景下，实验室液压机的主要功能是将松散的 NiFe2O4/TiO2 纳米复合粉末转化为固体、几何形状均匀的测试样品。通过施加巨大的压力（通常约为 5×10⁸ N/m²），压机可消除空气空隙，迫使颗粒紧密接触，从而形成有效的介电光谱所需的致密薄片。
核心要点 如果材料仍然是充满空气间隙的松散粉末，您就无法测量其固有的介电特性。液压机可制造出具有精确尺寸的高密度“生坯”，确保您的测量结果反映材料的实际电磁响应，而不是颗粒之间空气的绝缘特性。
消除孔隙率和提高密度
压实纳米结构
松散的 NiFe2O4/TiO2 纳米复合粉末包含显著的内部孔隙和宏观孔隙。
致密化的物理原理
液压机施加均匀的高压来压碎这些空隙。此过程迫使纳米颗粒相互靠近，从而显著提高样品的整体密度。
均匀电场分布
对于介电测试，电场必须均匀地穿过材料。高密度制片可确保没有空气区域扭曲电场并导致介电常数数据失真。
优化颗粒间接触
降低接触电阻
介电测量通常依赖于分析载流子如何在晶粒之间“跳跃”。如果颗粒没有紧密接触，它们之间的接触电阻会过高。
揭示固有电导率
通过将粉末压制成实心圆盘，您可以最大程度地减少物理间隙。这可确保数据反映 NiFe2O4/TiO2 复合材料的晶界电阻和体电阻，而不是晶粒之间空白区域的电阻。
标准化样品几何形状
尺寸的重要性
介电常数是根据样品几何形状（特别是电容、面积和厚度）计算得出的值。
精度是强制性的
实验室压机使用模具生产具有标准化直径和均匀厚度的薄片。厚度的任何偏差或表面不规则性都会导致计算错误，从而使实验数据无效。
理解权衡
过度压制的风险
虽然高压是必需的，但过大的力可能导致“帽化”或分层，即由于空气被困或弹性回弹，薄片分裂成层。
压制不足的风险
压力不足会导致样品易碎且密度低。这会导致介电常数读数人为偏低，因为传感器测量的是材料和空气的混合物。
为您的目标做出正确选择
为确保您的介电测试获得可发表级别的数据，请遵循以下原则：
- 如果您的主要关注点是准确性：确保施加的压力（例如 5×10⁸ N/m²）足以达到接近理论密度，以消除孔隙率伪影。
- 如果您的主要关注点是可重复性：使用液压机严格控制薄片厚度，因为该变量直接决定了计算出的介电常数。
标准化您的制片过程不仅仅是一个准备步骤；它是有效材料表征的基本要求。
总结表：
| 因素 | 对介电测试的影响 | 液压压制的优点 |
|---|---|---|
| 孔隙率 | 空气间隙会扭曲电场并降低介电常数。 | 消除空隙以达到接近理论的密度。 |
| 接触电阻 | 松散颗粒之间的高电阻会掩盖固有特性。 | 强制紧密颗粒接触以获得准确的电导率数据。 |
| 样品几何形状 | 厚度/面积不一致会导致计算错误。 | 生产具有标准化直径和均匀厚度的薄片。 |
| 结构完整性 | 易碎的样品难以处理和测量。 | 创建稳定的“生坯”，能够承受测试。 |
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参考文献
- Dalia N. Ghaffar, Rania Ramadan. Studying the preparation, characterization, and physical properties of NiFe2O4, TiO2, and NiFe2O4/TiO2 nanocomposite. DOI: 10.1007/s00339-024-07397-8
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
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