石墨纸和石墨垫片在铝/B4C复合材料的组装和烧结过程中充当重要的保护界面。它们位于复合材料粉末与模具和冲头内表面之间，主要起到隔离和脱模剂的作用。它们的出现可防止熔融铝与石墨模具发生化学反应或粘附，从而确保样品能够干净地取出，而不会损坏模具内部。
核心见解：在铝/B4C液相烧结过程中，这些组件不仅仅是间隔件；它们是关键的阻隔层。它们将熔融基体的化学反应性与模具的结构约束分离开来，防止工件与工具熔合。
工程挑战：液相烧结
熔融铝的侵蚀性
在铝/B4C复合材料的烧结过程中，该过程通常涉及液相。熔融铝具有高度反应性，并且极易润湿和粘附在碳基材料上。
对石墨模具的风险
如果没有阻隔层，液态铝将直接接触石墨模具壁。这将导致粘附或化学反应，损害模具的表面光洁度和几何形状。
隔离层的功能
充当脱模剂
石墨纸和垫片的主要功能是便于脱模。通过创建不粘界面，它们确保烧结后的样品能够成功地从模具中弹出（“脱模”）。
保持模具完整性
石墨模具充当承重部件，负责定义圆盘状块体的最终几何形状。它必须承受外部机械压力（对于铝/B4C高达 30 MPa）并保持尺寸稳定性。
防止结构损坏
如果复合材料粘附在模具上，则弹出样品所需的力很可能会导致模具内壁遭受灾难性损坏，从而使昂贵的工具无法用于后续循环。
理解系统权衡
热和机械透明度
虽然石墨纸充当阻隔层，但它不能妨碍模具的主要功能。模具负责将轴向压力（致密化）和热量（导热性）传递给粉末。
隔离与导电性的平衡
由于阻隔层也由石墨制成，因此它们保留了必要的导热性。这确保了它们在化学上隔离材料的同时，在热上不绝缘，从而实现了成功致密化所需的均匀温度场。
组装精度
使用垫片和纸张会在组装中引入额外的界面。必须小心确保这些层安装精确，以防止粉末泄漏或压力分布不均，这可能会影响最终产品的结构均匀性。
为您的目标做出正确选择
为确保高质量的铝/B4C复合材料和延长工具寿命，请应用这些原则：
- 如果您的主要重点是模具寿命：优先考虑用石墨纸完全覆盖所有内部模具表面，以防止局部点蚀或铝渗入模具孔隙。
- 如果您的主要重点是尺寸精度：确保石墨垫片和纸张切割到精确的公差；纸张上的重叠或褶皱会印在最终的烧结圆盘上，从而影响其表面平整度。
将隔离层视为关键工艺变量，您可以保护烧结组件和制造基础设施的完整性。
总结表：
| 特性 | 在铝/B4C烧结中的作用 | 益处 |
|---|---|---|
| 隔离层 | 防止熔融铝与石墨模具之间发生化学反应 | 保持模具表面完整性 |
| 脱模剂 | 在高温下创建不粘界面 | 便于样品轻松弹出 |
| 导热性 | 保持均匀的热量传递到粉末 | 确保材料致密化一致 |
| 机械界面 | 传递高达 30 MPa 的轴向压力 | 保护冲头免受结构损坏 |
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