陶瓷的冷等静压技术介绍

冷等静压工艺可以对陶瓷或金属粉末施加更高的压力，在室温或稍高的温度(<93℃)下可达100-600MPa，以获得具有足够强度的“生坯”部件进行处理和加工，并烧结至最终强度。热等静压与冷等静压技术让陶瓷制造商能够在控制材料性能的前提下提高生产率。

冷等静压技术介绍

冷等静压技术使用液体介质(例如水或油或乙二醇混合液体)，以向粉末施加压力。粉末被放置在固定形状的模具中，模具可防止液体渗入粉末。对于金属，冷等静压技术可以实现约百的理论密度，而更难压缩的陶瓷粉末可以达到约95%的理论密度。

极高的压力使得粉末中的空隙变小甚至消失，高压下，金属粉末由于其延展性而产生变形，陶瓷粉末则可能稍微破碎，密度得以增加，最终形成可以处理、加工和烧结的“生坯”零件。(见图1)典型的压力范围为100-600MPa，温度通常为室温，如果需要较高的温度，热交换器可以将温度升至约93℃。然而由于水被压缩时温度会增加，每增加100MPa约升高4℃，因此在较高温度下沸腾的风险会随之增加。

冷等静压的常见应用包括陶瓷粉末的固结、石墨、耐火材料、电绝缘体，以及高级陶瓷的压缩。材料包括氮化硅，碳化硅，氮化硼，碳化硼，硼化钛，尖晶石等。该技术正在向新的应用领域拓展，例如溅射靶的压制、发动机中用来降低气缸磨损的阀部件的涂层、电信、电子、航空航天和汽车领域等。

冷等静压技术拥有如下优点：提高制品的固结程度，增加产品的机械性能，生产环节数据相对集中，能更安全地控制生产，腐蚀性非常低，高效率低成本。

冷等静压工艺中的减压过程也决定了“生坯”压块的质量。由于金属或陶瓷粉末被压实，气体被困在颗粒之间，压强在加工过程中随着外部施加的压力增加而增大。金属压块具有非常高的强度和延展性，在冷等静压流程之后，将自然释放夹带的空气。

然而由于陶瓷“生坯”压块更脆，如果压力以过快的速度和不可控的方式释放，则陶瓷压块很可能在空气不能逸出的地方破裂。避免这种情况的方式是通过微调减压系统以可控方式释放所施加的压力，这在较低压力下尤其重要，当施加的压力等于内部气体压力时，截留的空气会影响到内应力。