石墨模具在铜-Ti3SiC2复合材料的热压烧结过程中充当主要成型容器，负责同时容纳粉末并传递机械力。它们利用耐高温性施加显著的单轴压力（通常约为 30 MPa），同时确保均匀的热分布以获得均匀的样品。
核心要点 石墨在负载下既能高效导热又能保持机械强度，这使其能够在不发生变形的情况下驱动铜-Ti3SiC2复合材料的致密化，确保最终产品在结构上稳固且化学上均匀。
通过压力驱动致密化
传递单轴力
致密化铜-Ti3SiC2粉末的主要机制是施加机械压力。
石墨模具充当传递介质，有效地将外部力直接传递到压制好的粉末上。
高温机械强度
材料通常会随着温度升高而降低强度，但石墨在烧结过程中能保持高机械完整性。
这使得模具能够承受显著的单轴压力——对于这种复合材料，特别提到的是30 MPa——而不会坍塌或变形。
确保微观结构均匀性
调节热量分布
获得一致的微观结构需要样品的每个部分都经历相同的温度历史。
石墨具有优异的导热性，这最大限度地减少了模具组件内的热点或冷区。
促进均匀烧结
由于热量通过石墨均匀流动，铜-Ti3SiC2样品会均匀烧结。
这可以防止差异收缩或局部缺陷，这些缺陷可能会损害最终复合材料的材料性能。
成型和容纳
定义材料几何形状
在烧结发生之前，石墨模具充当松散粉末的初始容器。
它充当成型容器，在复合材料固结时定义其最终形状和尺寸。
保持结构稳定性
模具提供了一个稳定的边界，可以抵抗粉末在压力下的向外膨胀。
这确保最终产品达到所需的尺寸精度。
理解操作限制
压力限制
虽然石墨很坚固，但并非无限耐用。
该工艺依赖于将压力保持在所用模具等级的特定限制内（例如，这些应用大约为 30 MPa）。超过这些限制可能导致模具破裂。
材料兼容性
模具必须保持化学稳定才能正常工作。
它充当屏障，防止加热元件与金属样品之间发生不良反应，前提是加工条件（真空或惰性气氛）能保护石墨本身。
为您的目标做出正确选择
为了优化您的铜-Ti3SiC2烧结工艺，请根据您的具体目标来调整您的模具使用：
- 如果您的主要关注点是高密度：确保模具壁厚足够，能够承受去除孔隙所需的最高计算单轴压力（30 MPa）。
- 如果您的主要关注点是微观结构均匀性：验证石墨等级的质量，以确保高导热性，从而消除样品中的热梯度。
总结：石墨模具是热压烧结的关键赋能者，通过精确的热和机械控制，架起了松散粉末与固体高性能复合材料之间的桥梁。
总结表：
| 功能 | 描述 | 关键性能影响 |
|---|---|---|
| 压力传递 | 施加单轴力（最高 30 MPa） | 驱动致密化并去除孔隙 |
| 热量调节 | 高导热性分布 | 确保微观结构均匀性 |
| 结构容纳 | 高温机械强度 | 保持几何形状和尺寸精度 |
| 化学稳定性 | 抗变形/反应 | 在真空/惰性环境中保护样品纯度 |
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