氮化硼涂层的主要功能是在石墨模具和待烧结材料之间作为高温屏障。在真空热压 (VHP) 烧结过程中，特别是对于 AlFeTiCrZnCu 高熵合金等活性材料，该涂层对于防止模具中的碳原子扩散到样品中至关重要。此外，它还可以作为脱模剂，确保样品在过程中不会粘附在模具壁上。
氮化硼形成了一个关键的隔离层，阻止碳扩散，保持合金的化学纯度，同时确保样品在进行高压烧结后能从模具中干净地取出。
保持材料完整性
阻止碳扩散
在真空热压 (VHP) 工艺中，材料会承受极高的温度和压力。在这些条件下，石墨模具中的碳原子倾向于迁移或扩散到样品材料中。
防止化学反应
氮化硼涂层充当惰性屏障，阻止这种迁移。通过防止碳到达合金（如 AlFeTiCrZnCu），涂层阻止了可能改变材料成分的不良化学反应。
最大限度地减少界面污染
石墨与合金的直接接触会导致表面界面发生污染。该涂层通过物理隔离合金与碳源，确保合金保持其预期的纯度。
操作效率
脱模剂的作用
在高压下烧结可能导致样品材料在机械上或化学上粘附在模具壁上。氮化硼层有效地起到润滑剂或脱模剂的作用。
简化脱模过程
烧结周期完成后，必须无损地取出样品。涂层的存在有助于轻松取出，保护成品部件和石墨模具以备重复使用。
省略的风险
合金性能受损
如果省略涂层或涂层不均匀，则针对碳扩散的屏障就会失效。这会导致碳渗入合金基体，从而可能降低高熵合金的机械和化学性能。
部件卡死
没有氮化硼的脱模性能，样品与模具熔合的风险会显著增加。这通常会导致在取出过程中损坏部件或完全损坏模具。
为您的目标做出正确选择
为确保 VHP 烧结过程的成功，请根据具体目标应用涂层：
- 如果您的主要重点是材料纯度： 涂覆一致的氮化硼层作为不渗透的扩散屏障，特别是在敏感合金中防止碳污染。
- 如果您的主要重点是设备寿命： 使用涂层防止样品粘附，确保石墨模具在脱模阶段不受损坏。
通过控制模具与金属之间的界面，您可以确保合金的质量和制造过程的效率。
总结表：
| 特征 | 氮化硼涂层的目的 | 对 VHP 烧结的好处 |
|---|---|---|
| 屏障层 | 阻止碳原子迁移到样品中 | 保持敏感合金的化学纯度 |
| 惰性屏障 | 防止模具与合金之间的化学反应 | 保持预期的材料性能 |
| 脱模剂 | 充当高温润滑剂 | 实现轻松脱模，无部件损坏 |
| 表面完整性 | 最大限度地减少界面污染 | 生产清洁、高质量的烧结表面 |
| 模具保护 | 减少机械粘附和磨损 | 延长石墨模具的使用寿命 |
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