金属模具在Al2O3/ZrO2梯度陶瓷冷压成型中的主要作用是作为刚性几何约束，将松散的粉末转化为粘结在一起的单元。它能够承受压片机施加的巨大机械力，将陶瓷材料压缩成具有精确直径和确定形状的“生坯”。
核心见解：金属模具是建立初始尺寸精度的基础工具。虽然它不促进最终的化学结合（烧结），但它决定了预烧结生坯的结构完整性和边缘质量。
冷压成型的力学原理
提供精确的几何约束
在梯度陶瓷加工的初始阶段，原材料以松散粉末的形式存在。金属模具将这种粉末限制在特定的边界内。
这种限制确保了在施加压力时，能量被导向压实粉末，而不是使其移位，从而确定了样品的精确几何形状。
承受高机械压力
冷压工艺使用压片机产生巨大的力。金属模具经过精心设计，具有很高的机械强度。
它必须吸收外部应力而不产生屈服或变形。这种刚性对于有效地将压力传递到陶瓷粉末中至关重要，迫使颗粒紧密地堆积在一起。
制造“生坯”
这个过程的结果是形成一个实体生坯。这是未经烧结的压实陶瓷制品。
金属模具确保该坯体足够坚固，可以处理和移动到下一个加工阶段（烧结），而不会碎裂或失去形状。
确定边缘质量和精度
金属模具的表面光洁度和公差直接决定了陶瓷的初始质量。
高质量的金属模具可确保清晰的边缘质量和一致的直径，从而最大限度地减少在材料通过烧结硬化后进行大量机械加工或成型的需求。
操作背景和区别
冷压与热压的要求
区分成型阶段和烧结阶段至关重要。金属模具严格用于冷压成型阶段。
它用于在室温或低温下对粉末进行成型，纯粹侧重于机械压实和几何定义。
为什么金属不用于烧结
虽然金属非常适合冷压，但它不适用于随后的高温致密化过程，例如真空热压烧结。
如比较加工数据所示，烧结温度通常超过1500°C。在这些温度下，金属模具会变形或熔化。因此，由于其优越的热稳定性和高温强度，在烧结过程中使用石墨模具。
为您的目标做出正确选择
为确保Al2O3/ZrO2梯度陶瓷的成功制造，您必须在正确的阶段应用正确的工具。
- 如果您的主要重点是初始成型和尺寸确定：优先选择能够承受高机械载荷而不会在冷压阶段变形的高精度金属模具。
- 如果您的主要重点是高温致密化：将生坯转移到石墨模具，石墨模具作为核心耗材，在超过1500°C的温度下传递压力并保持形状。
金属模具构建结构；烧结过程构建强度。
总结表：
| 特征 | 金属模具（冷压） | 石墨模具（烧结） |
|---|---|---|
| 主要功能 | 机械压实与成型 | 高温致密化 |
| 工作温度 | 室温/低温 | 高温（>1500°C） |
| 关键强度 | 刚性几何约束 | 热稳定性与导电性 |
| 结果 | 粘结的生坯 | 致密、高强度陶瓷 |
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