为什么在钛酸钡 Sps 中使用柔性石墨纸？优化模具寿命和热分布

柔性石墨纸充当钛酸钡粉末与石墨模具组件之间至关重要的牺牲界面。其主要目的是将陶瓷粉末与模具壁物理隔离，防止它们在放电等离子烧结 (SPS) 工艺的巨大热量和压力下熔合在一起。

核心见解 石墨纸在物理上将样品与模具解耦，同时在电气和热学上保持耦合。它就像廉价的保险，可以防止陶瓷与昂贵的模具粘合，同时确保烧结所需的电流和热量均匀分布。

界面的功能作用

在 SPS 的高压和高温下，钛酸钡粉末会变得高度反应性。如果没有屏障，粉末会化学键合或粘附在石墨模具和冲头上。柔性石墨纸充当隔离层，确保烧结后的陶瓷与容器保持独立的、分离的实体。

高纯度石墨模具是昂贵且易碎的精密工具。如果钛酸钡粘附在模具壁上，取出样品通常需要破坏性力量，从而损坏模具。该纸充当保护衬里，通过吸收摩擦并防止直接接触，大大延长了模具的使用寿命。

SPS 依靠电流通过模具和样品产生焦耳热。柔性石墨纸具有出色的导电性和导热性。它确保电流均匀地流入粉末，从而在样品表面实现均匀的温度分布，这对于一致的材料密度至关重要。

石墨纸的纹理提供了一定程度的润滑作用。烧结完成后，纸张可以使样品以最小的阻力从模具中滑出（脱模）。这可以防止在取出过程中钛酸钡样品破裂或碎裂。

虽然石墨纸对于工艺力学至关重要，但它会带来化学副作用。在高温烧结时，纸张中的碳原子会扩散到钛酸钡的表面。这会在陶瓷上形成一层薄薄的碳污染层，可能会改变其电气或机械性能。

由于上述碳扩散，刚从模具中取出的样品很少能立即进行测试。通常必须打磨或抛光掉烧结颗粒的表面层。这种机械去除可确保您测试的是纯钛酸钡的性能，而不是富碳的界面层。

为确保您的钛酸钡烧结运行成功，请考虑以下几点：

总结：使用柔性石墨纸来保护您昂贵的模具并确保均匀加热，但务必考虑最终陶瓷部件所需的表面处理。