在使用石墨模具热压烧结氟化物陶瓷的背景下，氮化硼（BN）涂层主要用作高温隔离介质和脱模剂。它形成物理和化学屏障，防止反应性氟化物粉末与富碳的石墨模具发生相互作用。
氮化硼具有双重目的：它充当化学惰性屏障，防止氟化物陶瓷受到碳污染（渗碳），同时充当润滑剂，确保烧结样品不会熔接到模具壁上。
氮化硼的关键作用
热压烧结涉及在极端高温和高压下处理材料。如果没有保护性界面，石墨模具和氟化物粉末很可能会发生反应或粘连。
防止化学污染
在高温烧结温度下，石墨会变得化学活性。
石墨模具和氟化物粉末之间的直接接触会导致渗碳，即碳扩散到陶瓷中。
氮化硼涂层充当化学惰性屏障。这种隔离可防止碳杂质降解最终氟化物陶瓷的纯度和性能。
确保成功脱模
在高压（通常是约 30 MPa 的单轴压力）和高温下，陶瓷粉末容易粘附在模具壁上。
氮化硼充当有效的脱模剂。
它可防止烧结样品粘附在石墨上，从而可以顺利取出，而不会导致样品破裂或损坏模具。
保护石墨工具
石墨模具是精密工具，旨在在通常超过 1500°C 的温度下保持尺寸稳定性。
陶瓷样品直接粘附可能会在取出过程中损坏模具的内壁。
通过防止这种粘附，BN 涂层可以保持模具的表面质量，延长其可重复使用寿命。
应用注意事项
虽然氮化硼至关重要，但其有效性取决于正确的应用。
均匀性是关键
涂层必须是连续的。BN 层中的任何间隙都会使氟化物粉末暴露于石墨。
即使是微小的针孔也可能导致局部渗碳或“粘点”，这可能导致样品在冷却或弹出过程中断裂。
惰性和纯度
氮化硼本身必须是高纯度的。
虽然它可以防止碳污染，但低质量的涂层可能会将其自身的杂质引入敏感的氟化物基体中。
为您的目标做出正确的选择
为了最大限度地提高烧结运行的成功率，请根据您的具体要求优先考虑涂层的应用：
- 如果您的主要重点是样品纯度：确保 BN 层足够厚，能够形成完整的密封，防止碳扩散。
- 如果您的主要重点是模具寿命：优先考虑均匀的应用，充分覆盖表面粗糙度，以防止机械咬合和模具壁磨损。
- 如果您的主要重点是表面光洁度：平滑地涂覆涂层，以避免将涂层的纹理不规则性转移到烧结陶瓷表面。
正确应用的氮化硼涂层是保护您的氟化物陶瓷的化学完整性和石墨工具的机械完整性的最有效方法。
摘要表：
| 功能 | 描述 | 好处 |
|---|---|---|
| 化学屏障 | 防止石墨与氟化物粉末直接接触 | 消除渗碳，确保样品高纯度 |
| 脱模剂 | 提供低摩擦润滑界面 | 便于脱模，不会导致样品破裂 |
| 工具保护 | 保护石墨模具的内壁 | 保持表面质量并延长模具使用寿命 |
| 热稳定性 | 在超过 1500°C 的温度下保持完整性 | 确保高温循环期间性能一致 |
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