陶瓷的冷等靜壓技術(shù)介紹
冷等靜壓工藝可以對陶瓷或金屬粉末施加更高的壓力，在室溫或稍高的溫度(<93℃)下可達(dá)100-600MPa，以獲得具有足夠強(qiáng)度的“生坯”部件進(jìn)行處理和加工，并燒結(jié)至最終強(qiáng)度。熱等靜壓與冷等靜壓技術(shù)讓陶瓷制造商能夠在控制材料性能的前提下提高生產(chǎn)率。
冷等靜壓技術(shù)介紹
冷等靜壓技術(shù)使用液體介質(zhì)(例如水或油或乙二醇混合液體)，以向粉末施加壓力。粉末被放置在固定形狀的模具中，模具可防止液體滲入粉末。對于金屬，冷等靜壓技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)約百的理論密度，而更難壓縮的陶瓷粉末可以達(dá)到約95%的理論密度。
極高的壓力使得粉末中的空隙變小甚至消失，高壓下，金屬粉末由于其延展性而產(chǎn)生變形，陶瓷粉末則可能稍微破碎，密度得以增加，最終形成可以處理、加工和燒結(jié)的“生坯”零件。(見圖1)典型的壓力范圍為100-600MPa，溫度通常為室溫，如果需要較高的溫度，熱交換器可以將溫度升至約93℃。然而由于水被壓縮時溫度會增加，每增加100MPa約升高4℃，因此在較高溫度下沸騰的風(fēng)險(xiǎn)會隨之增加。
冷等靜壓的常見應(yīng)用包括陶瓷粉末的固結(jié)、石墨、耐火材料、電絕緣體，以及高級陶瓷的壓縮。材料包括氮化硅，碳化硅，氮化硼，碳化硼，硼化鈦，尖晶石等。該技術(shù)正在向新的應(yīng)用領(lǐng)域拓展，例如濺射靶的壓制、發(fā)動機(jī)中用來降低氣缸磨損的閥部件的涂層、電信、電子、航空航天和汽車領(lǐng)域等。
冷等靜壓技術(shù)擁有如下優(yōu)點(diǎn)：提高制品的固結(jié)程度，增加產(chǎn)品的機(jī)械性能，生產(chǎn)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)相對集中，能更安全地控制生產(chǎn)，腐蝕性非常低，高效率低成本。
冷等靜壓工藝中的減壓過程也決定了“生坯”壓塊的質(zhì)量。由于金屬或陶瓷粉末被壓實(shí)，氣體被困在顆粒之間，壓強(qiáng)在加工過程中隨著外部施加的壓力增加而增大。金屬壓塊具有非常高的強(qiáng)度和延展性，在冷等靜壓流程之后，將自然釋放夾帶的空氣。
然而由于陶瓷“生坯”壓塊更脆，如果壓力以過快的速度和不可控的方式釋放，則陶瓷壓塊很可能在空氣不能逸出的地方破裂。避免這種情況的方式是通過微調(diào)減壓系統(tǒng)以可控方式釋放所施加的壓力，這在較低壓力下尤其重要，當(dāng)施加的壓力等于內(nèi)部氣體壓力時，截留的空氣會影響到內(nèi)應(yīng)力。
