冷等静压（CIP）是制造过程中的关键稳定剂。它通过液体介质施加高达199.9 MPa的均匀、全向压力，以消除标准压制方法固有的内部密度梯度。这种均匀性对于防止填充的铌酸锶钡生坯在剧烈的1350°C烧结阶段变形或开裂至关重要。
核心要点 标准的轴向压制会在陶瓷粉末内部留下不均匀的密度，为烧制阶段埋下“定时炸弹”。CIP通过静水压力产生均匀的生坯，从而消除这种威胁，确保最终材料在没有结构失效的情况下实现高密度和均匀的微观结构。
标准压制的物理限制
密度梯度问题
在传统的单轴压制中，力沿单个方向施加。由于与模具壁的摩擦，这通常会导致内部密度梯度，即粉末在某些区域压实紧密，而在另一些区域则松散。
全向解决方案
CIP设备通过将密封的生坯浸入液体介质中来解决这个问题。这使得设备能够同时从各个角度均匀地传递压力（高达199.9 MPa），而不仅仅是从上到下。
消除微孔隙率
通过施加这种高、各向同性的压力，CIP迫使粉末颗粒排列得更加紧密。这个过程有效地减少了微孔隙率，并确保“生”（未烧结）坯体在其整个体积内具有一致的密度。
确保烧结完整性
承受高温
填充铌酸锶钡的生产需要在约1350°C的温度下进行烧结。在这种极端的热条件下，材料中任何预先存在的که inconsistencies都会被放大。
防止变形和开裂
如果生坯密度不均匀，在加热时会不均匀收缩，导致翘曲或开裂。由于CIP产生均匀的密度分布，它确保了均匀收缩，保持了部件的形状和结构完整性。
实现高相对密度
这个过程的结果是最终的陶瓷产品表现出均匀的微观结构和高密度。这一步是实现此类材料预期的高性能特性的先决条件。
避免常见陷阱
跳过CIP的风险
一个常见的错误是认为高压单轴压制足以满足高性能陶瓷的要求。没有CIP，材料中会留下摩擦引起的均匀性问题，这几乎不可避免地会导致最终产品在机械可靠性方面出现问题。
SBN陶瓷的敏感性
填充铌酸锶钡对加工缺陷特别敏感。如果在生坯阶段未能消除密度梯度，将在烧结升温过程中导致严重失效，浪费材料和能源。
为您的目标做出正确选择
为确保您的生产线针对填充铌酸锶钡进行了优化，请考虑您的具体性能目标：
- 如果您的主要关注点是结构完整性：实施CIP以确保在1350°C的烧结周期中均匀收缩并消除开裂。
- 如果您的主要关注点是材料均匀性：使用CIP消除微孔隙率和密度梯度，确保整个陶瓷体积的性能一致。
最终，CIP不仅仅是一个致密化步骤；它是一个均质化工具，确保陶瓷能够承受高温加工。
总结表：
| 特征 | 标准轴向压制 | 冷等静压（CIP） |
|---|---|---|
| 压力方向 | 单向（自上而下） | 全向（360°静水） |
| 密度一致性 | 内部密度梯度 | 高均匀性（密度均匀） |
| 微孔隙率 | 空隙风险较高 | 显著减少/消除 |
| 烧结结果 | 易翘曲/开裂 | 均匀收缩和高密度 |
| 最大压力 | 受模具摩擦限制 | 通过液体介质高达199.9 MPa |
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参考文献
- Jason H. Chan, Clive A. Randall. Filled oxygen‐deficient strontium barium niobates. DOI: 10.1111/jace.14598
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
