石墨纸充当关键的隔离和润滑屏障，放置在原料SiC/YAG粉末（生坯）和石墨模具内壁之间。其主要目的是防止陶瓷材料在烧结过程的极端高温和高压下与模具发生化学键合或机械粘附。
核心要点：通过创建牺牲界面，石墨纸在复杂脱模问题发生之前就解决了它们。它保护了昂贵的石墨工装的结构完整性，并确保陶瓷样品只需最少的后处理加工。
极端环境下的界面作用
严苛的烧结环境
SiC/YAG陶瓷的热压烧结在1900°C至2000°C的极端温度下进行。
在这些温度下，陶瓷粉末承受高压以实现致密化。如果没有屏障，材料会变得高度反应性，并容易与容器熔合。
防止材料粘附
石墨纸充当物理隔离层。
它阻止SiC/YAG材料渗透石墨模具的多孔表面。这种隔离有效地阻止了陶瓷“粘”在模具壁上，这是高温加工中常见的失效点。
对工装和质量的操作优势
便于清洁脱模
石墨纸在样品和模具之间提供了必要的润滑作用。
这使得烧结后的陶瓷在工艺完成后可以轻松取出。没有这一层，取出样品可能需要破坏性力量，从而可能损坏样品和模具。
延长模具寿命
高纯度石墨模具是精密部件，旨在保持强度并均匀传递压力。
通过防止材料粘附和渗透，石墨纸保护了这些模具的表面免受损坏。这确保了模具可以重复使用多个周期，保持其抗热震性和结构完整性。
简化后处理
陶瓷与模具之间的直接接触通常会导致最终零件表面粗糙或发生化学反应。
石墨纸确保了陶瓷样品表面的完整性保持较高水平。这大大减少了样品取出后进行机械加工（如研磨或抛光）所需的时间和精力。
常见陷阱和权衡
解决方案的消耗性
需要认识到石墨纸是一种牺牲性辅助材料。
它在过程中会降解，通常无法重复使用。为了保证一致的隔离效果，您必须为每个烧结周期准备新的石墨纸。
对公差的影响
虽然石墨纸很薄，但它占据了成型容器内的物理空间。
在设计模具和计算粉末（生坯）体积时，必须考虑石墨纸层的厚度。否则可能导致最终烧结零件的尺寸出现轻微偏差。
为您的目标做出正确选择
为了优化您的热压烧结工艺，请考虑以下战略重点：
- 如果您的主要重点是设备寿命：优先精确应用石墨纸，以防止材料渗透并延长您的高纯度石墨模具的使用寿命。
- 如果您的主要重点是生产效率：使用高质量的石墨纸以确保顺畅脱模，从而消除卡滞并减少烧结后表面处理的需要。
正确利用这种简单的界面层是保护您在原材料和加工硬件方面投资的最有效方法。
摘要表：
| 功能 | 主要优势 | 操作影响 |
|---|---|---|
| 隔离屏障 | 防止化学键合 | 保护模具表面完整性 |
| 润滑 | 便于轻松脱模 | 降低样品破损风险 |
| 表面保护 | 高表面质量 | 最大限度地减少烧结后加工 |
| 压力传递 | 均匀压缩 | 确保陶瓷密度一致 |
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参考文献
- Chang Zou, Xingzhong Guo. Microstructure and Properties of Hot Pressing Sintered SiC/Y3Al5O12 Composite Ceramics for Dry Gas Seals. DOI: 10.3390/ma17051182
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
