长期加热的主要目的是控制性地去除在混合过程中被困在材料结构中的挥发性溶剂，例如乙醇。此步骤作为关键的稳定阶段，确保铜石墨生坯在承受极端温度之前具有结构完整性。没有这个缓慢干燥的过程，材料在随后的烧结阶段很容易发生灾难性的结构失效。
干燥作为必要的“排气”阶段，在低温下温和地提取溶剂，以防止内部损坏。省略此步骤会导致困在其中的液体在烧结过程中迅速膨胀成高压气体，不可避免地造成物理缺陷。
溶剂去除的机理
消除挥发性成分
在初始混合阶段，经常使用乙醇等溶剂来确保铜和石墨颗粒的均匀混合。
即使在预压成型后，这些溶剂的显著残留物仍然被困在“生坯”（未烧结）压坯的微观空隙中。
长期加热，通常在80摄氏度等特定温度的烘箱中进行，提供了蒸发这些液体缓慢而彻底所需的热能。
蒸发的物理学
目标是以一种允许气体自然穿过多孔结构逸出的速率诱导蒸发。
如果温度太低或时间太短，溶剂会残留在材料深处。
80摄氏度的基准对于乙醇通常是有效的，因为它足够高，可以驱动液体蒸发，而不会对材料造成热冲击。
保护结构完整性
避免内部压力积聚
如果含有残留溶剂的生坯被置于高温烧结中，风险最大。
在烧结炉中，温度会迅速升高；任何剩余的液体溶剂都会瞬间沸腾并迅速膨胀。
这种快速相变会产生过大的内部压力，脆弱的、未烧结的生坯无法承受。
防止材料缺陷
被困蒸汽产生的压力就像零件内部的小型爆炸，迫使材料结构分离。
这表现为表面可见的开裂或深层结构裂缝。
即使零件没有断裂，气体空腔也可能留下内部孔隙缺陷，这会显著降低铜石墨复合材料的最终密度和机械强度。
理解权衡
时间与质量保证
此过程中的主要权衡是生产速度；长期干燥会延长制造周期。
然而，试图绕过或缩短此阶段会带来因不可逆的结构损坏而导致零件报废的风险过高。
仓促加热的风险
试图通过提高烘箱温度来加速蒸发是一个常见的陷阱。
在干燥阶段将温度升得过高可能会复制烧结的条件，导致溶剂过度剧烈地蒸发。
这会破坏烘箱的初衷，触发您试图防止的确切开裂和孔隙形成。
确保烧结成功
为确保最终产品无缺陷，您必须将烘箱视为强制性的加工步骤，而不是可选的延迟。
- 如果您的主要关注点是结构完整性：优先在80°C下进行完整的干燥周期，以排出所有乙醇残留物，确保致密、无裂纹的基体。
- 如果您的主要关注点是工艺效率：根据生坯的厚度优化干燥时间，但切勿提高温度来加速溶剂蒸发。
通过尊重干燥阶段的物理原理，您可以将脆弱的混合物转化为坚固的前驱体，为严苛的烧结做好准备。
总结表：
| 工艺阶段 | 目的 | 关键参数 | 省略的风险 |
|---|---|---|---|
| 混合 | 均匀混合 | 溶剂使用（例如，乙醇） | 材料分布不均 |
| 烘箱 | 控制蒸发 | 80°C，长时间 | 内部压力和开裂 |
| 烧结 | 材料致密化 | 高温加热 | 灾难性结构失效 |
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