氮化硼（BN）喷剂在透明陶瓷热压中充当关键的界面层，同时起到高温润滑剂和化学屏障的作用。它专门涂覆在组装层之间——例如钼箔、石墨纸和石墨垫块——以减少摩擦并防止陶瓷样品与模具组装件发生化学键合。
核心要点 氮化硼喷剂通过将样品与石墨模具分离，确保透明陶瓷的完整性和质量。它具有双重作用：防止影响透明度的化学污染，并减少摩擦，以便样品能够完整地弹出。
模具保护的原理
创建化学屏障
在热压所需的高温下，材料会变得高度活泼。如果没有屏障，陶瓷样品就有可能与周围的石墨组件发生反应。
氮化硼充当惰性保护层。它能防止组装材料与陶瓷之间发生化学反应。这对于透明陶瓷至关重要，因为任何化学扩散或与石墨的反应都可能导致材料混浊或引入杂质。
减少机械摩擦
热压涉及巨大的压力和热膨胀。随着材料的膨胀和收缩，模具层之间会产生摩擦。
BN喷剂充当高温润滑剂。它能显著降低钼箔、石墨纸和石墨垫块之间的摩擦。这种润滑对于压制过程中组装部件的平稳运动至关重要。
关键应用领域
组装堆叠
BN喷剂的有效性取决于其在模具组装“堆叠”中的位置。主要参考资料确定了三个需要此处理的特定界面：
- 钼箔：充当分离器，通常直接接触样品。
- 石墨纸：提供柔顺层以分散压力。
- 石墨垫块：模具的结构组件。
便于样品弹出
该工艺的最终考验是取出成品陶瓷。
通过减轻摩擦和防止化学键合，BN喷剂确保样品完整取出。它能防止陶瓷与工具熔合，使烧结后的样品能够弹出而不会破裂或粘连。
理解省略的风险
“粘连”的威胁
如果BN层不足或缺失，主要的失效模式是粘附。陶瓷可能会熔合到石墨垫块或箔材上。
这会导致弹出过程中的灾难性失效。样品可能会在强行将其从模具中取出所需的机械应力下破裂，导致零件报废。
表面污染
对于透明陶瓷，纯度至关重要。
BN屏障失效会导致与石墨模具环境发生相互作用。这可能导致表面退化或化学变化，这对于需要高透明度的光学级材料是不可接受的。
为您的目标做出正确选择
为了在透明陶瓷热压中获得最佳结果，必须将BN喷剂的应用视为一个关键工艺步骤，而不是事后考虑。
- 如果您的主要重点是光学纯度：确保BN喷剂均匀涂覆，以创建强大的化学屏障，防止与石墨发生反应并保持透明度。
- 如果您的主要重点是工艺产量：优先在所有运动界面（箔材、纸张、垫块）之间涂覆BN，以最大限度地减少摩擦并保证样品完整弹出。
氮化硼喷剂是无形的保障，它将原材料粉末压块转化为 pristine、完整的透明陶瓷。
总结表：
| 功能 | 对透明陶瓷的好处 | 关键界面 |
|---|---|---|
| 化学屏障 | 防止碳污染并保持光学清晰度 | 钼箔 / 陶瓷 |
| 热润滑剂 | 减少热膨胀/收缩期间的摩擦 | 石墨纸 / 垫块 |
| 脱模剂 | 便于样品完整弹出而不会破裂 | 模具组装件 / 成品 |
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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 .
