需要使用碳化硅 (SiC) 研磨耗材来抛光压制的 LLZO 生坯，特别是为了去除压制阶段积累的表面污染物和氧化层。这种机械精加工是确保陶瓷材料保持有效烧结所需的化学纯度和表面质量的强制性步骤。
使用 SiC 进行表面处理不仅仅是美观上的要求；它是一个关键的净化步骤，可去除压制引起的氧化层，以确保最终烧结陶瓷的化学完整性和物理平整度。
表面处理在 LLZO 制造中的作用
去除压制污染物
在 LLZO 生坯的压制阶段，材料容易受到表面污染。
氧化层和其他杂质经常积聚在颗粒的外部。在材料进入炉子之前，使用 SiC 耗材对其进行机械抛光以去除这些层。
确保化学纯度
使用 SiC 的主要目的是恢复陶瓷颗粒的化学纯度。
通过物理研磨去除外层，可以去除可能在高温烧结过程中发生不良反应的异物。这确保了主体材料保持其预期的化学计量比。
对烧结结果的影响
消除表面缺陷
生坯表面的缺陷在烧结过程中可能会加剧。
使用 SiC 进行抛光可以改善表面纹理，去除可能充当应力集中点或最终电解质裂纹起始点的微观缺陷。
实现高表面平整度
最终产品的几何形状取决于生坯的质量。
SiC 处理可在压制的颗粒上形成均匀、平坦的表面。这种平整度在烧结过程完成后会得以保持，并且至关重要，特别是对于确保固态电池堆中的良好接触。
不充分表面处理的风险
“氧化层”陷阱
一个常见的疏忽是认为压制的生坯在压实后即可立即进行烧结。
如果不进行 SiC 抛光，积累的氧化层将保留在表面上。烧结带有完整氧化层的颗粒可能会损害表面的化学成分，导致离子电导率差或界面电阻高。
损害结构完整性
跳过抛光步骤会使表面不规则性得以保留。
这些不规则性阻碍了高表面平整度的实现。在固态电解质中，缺乏平整度可能导致与电极的界面接触不良，从而使组件失效。
为您的目标做出正确选择
为了最大限度地提高 LLZO 电解质的性能，您必须在生坯阶段优先考虑表面质量。
- 如果您的主要重点是化学纯度：确保 SiC 抛光步骤足够有效，能够完全去除压制阶段形成的任何氧化层。
- 如果您的主要重点是机械集成：优先考虑抛光过程以实现最大的平整度，这对于烧结后的堆叠和接触至关重要。
将生坯表面处理视为关键的质量控制环节，而不仅仅是最后的整理步骤。
总结表：
| LLZO 制备步骤 | SiC 研磨的主要目的 | 对烧结结果的影响 |
|---|---|---|
| 污染物去除 | 去除氧化层和压制残留物 | 确保高化学纯度和化学计量比 |
| 表面精加工 | 消除微观缺陷和不规则性 | 防止裂纹和结构应力点 |
| 几何调整 | 实现高表面平整度 | 确保电池堆中优越的界面接触 |
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