含有聚合物粘合剂的氮化硼球体必须在空气气氛中进行热处理，以促进氧化分解。这种环境对于烧掉有机成分（如作为临时粘合剂的聚乙烯醇 (PVA)）至关重要。在炉子中没有氧气的情况下，这些粘合剂无法有效地从材料基体中去除。
空气气氛热处理的主要目的是消除热绝缘的有机粘合剂。如果保留这些粘合剂，它们会在晶粒之间形成高电阻屏障，严重限制氮化硼的固有导热性。
导电性保持机制
氧化分解的必要性
氮化硼球体中使用的聚合物粘合剂是有机化合物。要去除它们，必须在空气气氛中将材料加热到高温。
空气中的氧气与有机粘合剂发生反应，导致它们氧化分解。这种反应有效地将固体聚合物转化为气体，并将其从球体结构中排出。
防止热阻层
聚合物粘合剂的核心问题是它们相对于氮化硼的电和热性能。这些有机材料具有低导热性。
如果粘合剂未被去除，它将保留在各个氮化硼晶粒之间。这会形成一个“高热阻层”，充当绝缘体，阻止热量有效地从一个晶粒移动到另一个晶粒。
为致密化做准备
去除粘合剂是材料最终结构硬化的准备步骤。随着粘合剂的烧掉，它会在球体内部留下开放的孔隙。
这些孔隙不是永久性缺陷；相反，它们是必需的空隙，允许材料在随后的高温烧结步骤中被致密化。如果空间仍然被残留的聚合物占据，就无法获得致密的纯陶瓷结构。
理解权衡
孔隙生成
这种热处理的直接结果是孔隙率增加。通过去除粘合剂，您实际上是从球体中移除了体积，留下了空间。
虽然这会暂时降低密度，但这是确保化学纯度所必需的权衡。在没有这种多孔、无粘合剂的状态下尝试烧结可能会导致气体滞留和结构失效。
气氛敏感性
对空气气氛的要求在此阶段是具体的且不可协商的。在此特定的脱粘合剂阶段使用惰性气氛（如氮气或氩气）将无法氧化 PVA。
这将导致粘合剂碳化（焦化）而不是去除。碳残留物会污染氮化硼，永久改变其热和电性能。
优化您的热管理策略
热处理过程是在去除杂质和为最终致密化准备结构之间的平衡。
- 如果您的主要重点是最大导热性：确保热处理完全氧化粘合剂，以消除氮化硼晶粒之间的任何绝缘层。
- 如果您的主要重点是结构密度：将空气热处理视为一个关键的准备步骤，为有效的高温烧结扫清道路。
通过确保聚合物粘合剂的完全氧化分解，您可以释放氮化硼材料的全部热潜力。
摘要表：
| 工艺阶段 | 气氛要求 | 主要功能 | 失败结果 |
|---|---|---|---|
| 脱粘合剂 | 空气（富氧） | PVA/粘合剂的氧化分解 | 碳化和热绝缘 |
| 粘合剂去除 | 高温 | 聚合物转化为气体 | 残留高电阻屏障 |
| 预烧结 | 氧化性 | 为致密化产生孔隙 | 气体滞留和结构失效 |
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