加压能力特别解决了金刚石颗粒之间摩擦阻力的物理屏障。通过施加机械力，炉子克服了这种摩擦，将熔融或半熔融的铝铜基体驱动到天然毛细作用无法达到的微观间隙中。
核心见解：仅烧结不足以制造金刚石/铝铜复合材料，因为坚硬的金刚石骨架会抵抗压实。加压是必要的机械驱动力，可将金属基体强制压入微孔中，将松散的混合物转化为高度致密、结构一体化的复合材料。
克服渗透的物理障碍
颗粒摩擦的挑战
金刚石颗粒在复合材料混合物中充当坚硬、磨蚀性的骨架。 它们具有很高的摩擦阻力，这使得它们在简单加热过程中无法紧密地堆积在一起。 在没有外部干预的情况下，这种摩擦会形成稳定的、充满空隙的结构，液体金属无法自然渗透。
强制基体渗透
熔融的铝铜基体本身难以进入这些锁定的金刚石颗粒之间的微小间隙。 炉子施加轴向或单轴压力，将液体或半液体金属强制压入这些间隙空间。 这个过程有效地克服了自然表面张力和阻力，否则这些阻力会导致材料产生孔隙。
塑性变形和重排
压力不仅仅是移动液体；它也作用于固体元素。 施加的力促进了颗粒重排和较软金属成分的塑性变形。 这确保了基体能够完美地适应金刚石增强体的复杂几何形状。
对材料性能的影响
最大化密度
通过加压改善的主要指标是最终复合材料的相对密度。 通过消除由颗粒摩擦引起的空隙，该工艺允许材料达到接近理论的密度（例如，超过 99%）。 更致密的材料直接转化为更高的导热性和机械稳定性。
加强界面结合
物理接近是化学结合的前提。 高压确保铝铜基体与金刚石表面之间紧密接触。 这种强制接触促进了原子扩散，从而在界面处形成了牢固的物理和化学结合。
理解权衡
对真空的严格依赖
虽然压力可以提高密度，但它无法克服氧化物的化学屏障。 如果环境没有维持在高真空（例如，10^-2 Pa）下，铝和铜粉末上会形成氧化物层。 这些氧化物层充当屏障，即使高压也无法打破，阻止基体流动和有效结合。
力的平衡
压力必须与温度仔细校准。 过早施加压力，粉末中捕获的气体无法逸出；过晚施加压力，基体可能已经凝固。 成功的致密化要求在基体处于熔融或半熔融状态时精确施加压力，以允许流动而不压碎金刚石增强体。
为您的目标做出正确的选择
为了优化金刚石/铝铜复合材料的制备，请根据您的具体性能目标调整工艺参数：
- 如果您的主要重点是导热性：优先考虑高压以消除所有微观空隙，因为空气间隙是热绝缘体。
- 如果您的主要重点是机械强度：确保压力与峰值真空同步，因为这保证了氧化物自由表面对于牢固的界面粘合是必需的。
加压能力不仅仅是一种致密化工具；它是迫使两种不同的材料——陶瓷金刚石和金属合金——作为一个单一的、统一的固体协同工作的机械桥梁。
总结表：
| 技术挑战 | 加压的作用 | 对材料的影响 |
|---|---|---|
| 颗粒摩擦 | 克服了坚硬金刚石颗粒之间的机械阻力 | 实现了颗粒重排和致密堆积 |
| 基体渗透 | 将熔融的铝铜强制压入微观间隙 | 消除了空隙并防止了隔热间隙 |
| 界面结合 | 确保金属与金刚石之间的紧密接触 | 促进原子扩散和牢固的化学键 |
| 密度限制 | 为塑性变形提供机械驱动力 | 达到接近理论的密度（>99%） |
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