保压功能作为一种主动的机械矫正力，对抗铜-碳纳米管（Cu-CNT）复合材料固有的内部应力。通过在特定高温（例如 725°C）下施加持续、稳定的压力，真空热压机有效地“重新压制”复合材料层。此操作可以物理性地闭合因热膨胀失配而产生的间隙，在材料冷却凝固前修复分层缺陷。
保压的核心价值不仅在于致密化，更在于热循环过程中的缺陷修复。它抵消了铜基体和碳纳米管增强体之间因物理性质差异而产生的分离力，确保获得致密、无缺陷的整体材料。
根本原因：热失配
要理解为何保压是解决方案，首先必须理解失效的力学原理。
基体与增强体之间的冲突
铜和碳纳米管具有截然不同的热膨胀系数（CTE）。
当复合材料被加热时，铜的膨胀显著，而碳纳米管则相对稳定。相反，在冷却阶段，铜基体试图快速收缩。
内部应力的产生
由于碳纳米管的收缩率与铜不同，在两种材料的界面处会产生显著的内部应力。
若无干预，这种应力将超过层间的结合强度。结果就是分层——铜与碳纳米管的物理分离。
保压如何解决该缺陷
真空热压机通过将加工环境转变为主动修复机制来解决此问题。
连续再压制
这里起主要作用的功能是稳定的保压。这不是静态保持，而是持续施加力。
当因热应力开始出现分层时，液压系统会维持设定的压力（例如，重新压制材料）。这会将分离的层推回到接触状态。
关键温度窗口
这种再压制在特定温度下最为有效，在技术应用中通常在725°C左右。
在此温度下，铜基体具有足够的可塑性。维持的压力可以物理性地推动材料闭合由应力产生的空隙，从而有效地“修复”分离。
促进原子扩散
虽然主要参考资料强调的是机械修复，但热压的物理原理也依赖于原子扩散。
通过在真空下强制铜和碳纳米管紧密接触，系统使原子能够跨越界面迁移。这会将机械闭合转化为冶金结合，防止缺陷再次出现。
理解权衡
虽然保压是一种强大的工具，但它并不能解决糟糕的工艺设计问题。
压力与温度的同步
保压只有在基体足够可塑以变形时才有效。
在材料冷却到其塑性范围以下后施加高压，将无法修复分层；反而可能导致开裂或残余应力。
润湿性因素
正如更广泛的复合材料加工中所指出的，金属粉末与碳纳米管之间的界面通常存在润湿性差的问题。
保压通过机械强制接触来克服这一点，但它无法改变化学亲和力。如果过早释放压力（在结合稳定之前），非润湿表面可能会再次分离。
为您的目标做出正确选择
为了优化您的铜-碳纳米管（Cu-CNT）复合材料真空热压工艺，请根据您的特定缺陷目标来调整参数。
- 如果您的主要关注点是消除分层：优先考虑冷却阶段的保压。确保压力在材料温度降至显著热收缩点以下之前一直保持有效。
- 如果您的主要关注点是最大化密度：在保温阶段关注峰值压力大小（例如，>80 N/mm²），以克服润湿性差并消除颗粒间隙。
- 如果您的主要关注点是界面结合：确保高真空度以防止氧化，使压力促进铜和碳纳米管之间的真正原子扩散。
成功依赖于利用压力不仅挤压材料，而且物理性地对抗试图将其拉开的热力。
总结表：
| 特性 | 在铜-碳纳米管（Cu-CNT）加工中的功能 | 对复合材料质量的好处 |
|---|---|---|
| 连续再压制 | 在热膨胀过程中物理闭合间隙 | 消除分层和空隙 |
| 热同步 | 在可塑温度（725°C）下保持压力 | 通过塑性变形修复缺陷 |
| 原子扩散 | 在真空下强制紧密接触 | 形成牢固的冶金结合 |
| 冷却阶段稳定性 | 抵消铜和碳纳米管之间的CTE失配 | 防止凝固过程中分离 |
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