硬脂酸主要作为一种重要的内润滑剂。在陶瓷载体粉末的加工过程中，特别是在造粒和压制过程中，它能显著降低陶瓷颗粒之间以及颗粒与模具壁界面产生的摩擦。这种摩擦的减少是成功将松散粉末转化为固体、粘聚形状的基本要求。
硬脂酸通过实现均匀的力传递来确保陶瓷体的机械完整性，这对于在脱模过程中实现一致的密度和防止结构缺陷至关重要。
减少摩擦的力学原理
减少颗粒间摩擦
当对陶瓷粉末施加压力时，颗粒由于相互之间的摩擦而自然地抵抗运动。硬脂酸会覆盖这些颗粒，使它们更容易相互滑动。这种改善的流动性对于颗粒重新排列成紧密堆积的结构是必要的。
减少壁面摩擦
当粉末接触模具壁时会产生显著的摩擦。没有润滑，这种摩擦会产生一个阻碍压制力的拖曳力。硬脂酸可以减轻这种拖曳，确保液压机的能量不会在模具边缘损失。
对结构完整性的影响
确保密度均匀
压制的目标是获得整个体积内具有一致性能的陶瓷载体。硬脂酸确保施加的力均匀地传递到整个粉末床。这导致最终烧结产品密度分布均匀，而不是外部致密而内部疏松。
最小化应力梯度
当力施加不均匀时，压制件内部会产生内部应力梯度。这些梯度代表了可能导致材料翘曲或断裂的储存能量。通过平滑力的传递，硬脂酸最小化了这些内部应力，从而形成稳定的“生坯”（未烧结）体。
常见陷阱：摩擦的风险
边缘开裂的危险
压缩成型中最关键的时刻之一是脱模——将压制件从模具中取出。此阶段的高摩擦通常会导致陶瓷边缘粘附在模具壁上。硬脂酸可防止这种粘附，保护部件免受边缘开裂，并确保干净的脱模。
为您的目标做出正确选择
为了优化您的陶瓷压制工艺，请考虑该添加剂如何与您的特定质量指标保持一致：
- 如果您的主要关注点是物理均匀性：使用硬脂酸来保证密度分布均匀，确保烧结的陶瓷载体在整个体积内具有一致的材料性能。
- 如果您的主要关注点是制造产量：依靠硬脂酸来最小化内部应力梯度，并在脱模阶段防止边缘开裂，从而减少浪费。
硬脂酸不仅仅是一种加工助剂；它是将施加的力转化为无缺陷、高密度陶瓷结构的关键组成部分。
总结表：
| 硬脂酸的作用 | 主要益处 | 对陶瓷质量的影响 |
|---|---|---|
| 颗粒间润滑 | 增强颗粒流动性 | 实现高密度堆积 |
| 减少壁面摩擦 | 平滑力传递 | 密度分布均匀 |
| 应力最小化 | 减少内部梯度 | 防止翘曲和断裂 |
| 脱模辅助 | 从模具中干净脱模 | 消除边缘开裂和浪费 |
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参考文献
- Gabriel Camargo Vargas, Hugo Martín Galindo V.. Obtaining ceramic substrates for inorganic membranes. DOI: 10.15446/ing.investig.v25n2.14641
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
