在此背景下，实验室液压机的首要功能是将松散的高纯度二氧化钛（TiO2）纳米粉末压缩成一种称为“生坯”的固体圆盘状形态。通过施加巨大的力，压机提高了粉末的密度，以确定特定的直径和厚度，从而为材料的下一阶段合成做准备。
压机是连接原材料和固体陶瓷的桥梁，将松散的粉末转化为粘结在一起的形状。其主要作用是提供足够的机械强度，以确保靶材在高温烧结前保持其结构。
靶材制备的力学原理
压实高纯度纳米粉末
该过程始于高纯度的TiO2纳米粉末，其本身是松散且难以处理的。
液压机施加特定的高压——通常约为1500 kg/cm²——将这些颗粒压实在一起。
形成生坯
这种压缩的结果是形成“生坯”。
这是陶瓷制品的一个技术术语，指已成型但尚未烧制的物体。压机确保该坯体达到均匀的圆盘形状，并精确控制直径和厚度。
实现结构完整性
最大化颗粒堆积
施加高压可确保粉末颗粒紧密堆积。
消除颗粒间的空隙对于最终靶材的质量至关重要。更高的堆积密度可带来更均匀的材料结构。
建立初始机械强度
在靶材进行热处理之前，它必须足够坚固，以便在不碎裂的情况下进行移动和处理。
液压机提供了这种初始机械强度。它在颗粒之间建立了物理键合，足以在模具外保持圆盘的形状。
在烧结工作流程中的作用
烧结的基础
压机并非制造最终的硬质陶瓷靶材；相反，它建立了一个坚固的物理基础。
这一步是后续高温烧结过程的先决条件。
确保成功致密化
烧结依赖于颗粒的紧密接触以正确熔合。
通过在压机中预先致密化材料，可确保烧结过程高效，并产生高质量的靶材，适用于脉冲激光沉积（PLD）。
关键考虑因素和局限性
“生坯”强度的性质
重要的是要理解，压机提供的强度是纯粹的机械强度，而非化学强度。
尽管生坯是固体的，但与烧结陶瓷相比，它仍然相对脆弱，必须小心处理，以避免微裂纹。
压力均匀性
生坯的有效性完全取决于压力的均匀施加。
如果1500 kg/cm²（或类似的所需力）未均匀施加，生坯可能会出现密度梯度，导致在烧结阶段出现缺陷。
为您的目标做出正确选择
为确保高质量的PLD用TiO2靶材，关注压制参数至关重要。
- 如果您的主要关注点是结构完整性：确保施加足够的压力（例如，1500 kg/cm²），以实现坚固生坯所需的紧密颗粒堆积。
- 如果您的主要关注点是尺寸精度：验证您的模具和液压机设置是否经过校准，以生产PLD系统所需的精确直径和厚度。
实验室液压机是将原材料纳米粉末转化为可用、易于处理并准备好进行热处理的组件的关键工具。
总结表：
| 特性 | 描述 |
|---|---|
| 主要作用 | 将松散的TiO2纳米粉末压实成固体“生坯” |
| 靶材形态 | 具有规定直径和厚度的圆盘状颗粒 |
| 典型压力 | 约1500 kg/cm²，以实现最佳颗粒堆积 |
| 关键成果 | 在烧结前最大化机械强度和密度 |
| 关键目标 | 消除空隙，确保热处理过程中均匀致密化 |
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参考文献
- M. J. Kadhim, N. H. Obaeed. Investigation Nano coating for Corrosion Protection of Petroleum Pipeline Steel Type A106 Grade B; Theoretical and Practical Study in Iraqi Petroleum Sector. DOI: 10.30684/etj.35.10a.11
本文还参考了以下技术资料 Kintek Solution 知识库 .
