고강도 흑연 몰드는 필수적입니다. 이는 분말 혼합물에 950°C에서 상당한 기계적 압력(특히 27.7MPa)을 가하는 동안 구조적 무결성을 유지하기 때문입니다. 이는 유압력을 변형 없이 전달하여 구리 기반 복합재가 올바른 기하학적 모양으로 치밀화되도록 하는 정밀한 용기 역할을 합니다.
이러한 극한 조건에서의 제조에는 "이중 방어"를 제공하는 몰드 재료가 필요합니다. 즉, 단단한 압력 전달 매체 역할을 하는 동시에 구리 매트릭스가 용기 벽에 결합되는 것을 방지해야 합니다.
고온 치밀화의 역학
950°C에서 기계적 하중 견디기
몰드의 주요 기능은 압력 전달 매체 역할을 하는 것입니다.
950°C에서 많은 표준 몰드 재료는 연화되거나 인장 강도를 잃습니다. 그러나 고강도 흑연은 기계적 특성을 유지하여 항복 없이 유압 실린더에서 분말 혼합물로 직접 단축 압력(27.7MPa)을 전달할 수 있도록 합니다.
치수 정밀도 보장
몰드는 복합재의 최종 형상을 정의하는 단단한 용기 역할을 해야 합니다.
열과 압력으로 인해 몰드가 약간이라도 변형되면 결과적인 Cu/Ti3SiC2/C/MWCNTs 샘플에 기하학적 부정확성이 발생합니다. 고강도 흑연은 파괴 및 크리프에 저항하여 샘플이 정밀한 치수로 형성되도록 합니다.
균일한 열 분포
흑연은 우수한 열 전도성을 가지고 있습니다.
이 특성을 통해 열이 몰드를 통해 분말 혼합물로 효율적으로 전달됩니다. 이를 통해 복합재 샘플이 균일하게 소결되어 내부 응력이나 불균일한 치밀화를 유발할 수 있는 열 구배를 피할 수 있습니다.
재료 상호 작용의 이점
구리 매트릭스를 위한 우수한 탈형
구리 기반 재료의 특정 과제는 소결 중에 몰드 벽에 달라붙는 경향입니다.
주요 참고 문헌에 따르면 흑연은 구리 기반 재료에 대해 우수한 탈형 특성을 제공합니다. 이를 통해 공정이 완료된 후 표면이나 몰드 손상 없이 복합재를 깨끗하게 제거할 수 있습니다.
절충점 이해
흑연의 소모성
흑연은 고온에서 기계적으로 견고하지만, 일반적으로 압력 보조 소결에서 소모품으로 간주됩니다.
고온의 기계적 응력과 열 순환에 반복적으로 노출되면 결국 몰드의 표면 마감이나 구조적 무결성이 저하될 수 있습니다. 향후 샘플을 손상시킬 수 있는 미세 균열이나 마모에 대해 몰드를 정기적으로 검사해야 합니다.
산화 민감성
흑연 몰드는 진공 또는 불활성 분위기에서 가장 안정적으로 유지됩니다.
950°C에서 우수하지만, 이 온도에서 산소에 노출되면 몰드가 빠르게 분해됩니다. 몰드의 수명을 보존하기 위해 제조 환경이 엄격하게 제어되도록 하십시오.
목표에 맞는 올바른 선택
Cu/Ti3SiC2/C/MWCNTs 복합재의 품질을 극대화하려면 특정 처리 목표에 맞게 몰드 선택을 조정하십시오.
- 치수 정확도가 주요 초점인 경우: 0의 변형을 보장하기 위해 목표 압력인 27.7MPa보다 훨씬 높은 등급의 고강도 흑연 등급을 우선시하십시오.
- 표면 마감이 주요 초점인 경우: 흑연의 고유한 탈형 특성에 의존하지만, 구리 매트릭스와의 기계적 간섭을 방지하기 위해 몰드 표면이 깨끗한지 확인하십시오.
복합재의 성공은 분말 혼합물뿐만 아니라 가열 주기 동안 몰드가 보이지 않게(화학적으로 불활성이며 기계적으로 단단함) 유지되는 능력에 달려 있습니다.
요약표:
| 특징 | 950°C에서의 요구 사항 | 흑연 몰드 장점 |
|---|---|---|
| 기계적 강도 | 27.7MPa를 견뎌야 함 | 강성 유지; 크리프 및 변형 저항 |
| 열 전도성 | 빠르고 균일한 가열 | 우수한 열 전달; 열 구배 최소화 |
| 화학적 상호 작용 | 구리 접착 방지 | 구리 매트릭스에 대한 우수한 탈형 특성 |
| 치수 제어 | 정확한 기하학적 정확도 | 높은 파괴 저항으로 정확한 샘플 모양 보장 |
| 작동 환경 | 진공 또는 불활성 가스 | 제어된 소결 분위기에서 높은 안정성 |
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