0.15Bt–0.85Bnt 세라믹 소결에 냉간 등압 성형기(Cip)를 사용하는 이유는 무엇인가요? 밀도 향상 및 균열 방지

0.15BT–0.85BNT 세라믹 가공에서 냉간 등압 성형기(CIP)의 주요 기능은 2차 소결 단계 역할을 하는 것입니다. 분말 "녹색 본체"에 균일하고 전방향적인 압력을 가하여 초기 성형 밀도를 크게 높입니다. 이 공정은 내부 압력 구배를 제거하여 후속 고온 소결 단계에서 재료가 변형되거나 균열이 발생하지 않도록 합니다.

내부 밀도 변화를 상쇄함으로써 CIP는 소성 중 균일한 수축을 보장합니다. 이것이 우수한 기계적 및 전기적 안정성을 갖춘 고밀도, 결함 없는 세라믹 구조를 달성하는 결정적인 요소입니다.

표준 압착의 한계

밀도 구배의 문제

초기 성형 단계에서 세라믹 분말은 종종 단축 방향(한 방향)으로 압착됩니다. 이로 인해 다이 벽과의 마찰이 발생하여 시료 전체에 걸쳐 불균일한 밀도 분포가 나타납니다.

차등 수축의 위험

녹색 본체의 밀도가 불균일하면 소결 중에 다른 영역에서 다른 속도로 수축됩니다. 이러한 차등 수축은 뒤틀림, 내부 응력 축적 및 치명적인 균열의 주요 원인입니다.

CIP가 균일성 문제를 해결하는 방법

전방향 정수압

CIP는 밀봉된 녹색 본체를 액체 매체에 담가 모든 방향에서 동시에 높은 압력(종종 약 200 MPa)을 가합니다. 단단한 다이와 달리 유체 압력은 세라믹의 모든 표면이 동일한 힘을 받도록 보장합니다.

"녹색" 결함 제거

이 등방성 압축은 내부 미세 기공을 붕괴시키고 초기 압착으로 인해 남은 밀도 구배를 평탄하게 만듭니다. 그 결과, 가마에 들어가기 전에 뛰어난 구조적 일관성과 훨씬 높은 충진 밀도를 가진 녹색 본체가 만들어집니다.

소결 및 최종 특성에 미치는 영향

열 변형 방지

녹색 본체가 화학적 및 물리적으로 균질해졌으므로 기존의 공기 소결 공정 중에 균일한 수축이 발생합니다. 이는 변형 가능성을 크게 줄여 세라믹이 의도한 모양을 유지할 수 있도록 합니다.

최종 밀도 극대화

CIP에 의한 사전 처리는 소결을 위한 준비 단계 역할을 합니다. 초기 단계에서 기공 부피를 최소화함으로써 소결 공정은 최종 0.15BT–0.85BNT 세라믹의 상대 밀도를 94% 이상으로 높여 전반적인 성능을 향상시킬 수 있습니다.

절충점 이해

공정 복잡성 증가

CIP는 제조 라인에 시간과 비용을 추가하는 2차 배치 공정입니다. 시료를 유연한 몰드(고무 백 등)에 캡슐화하고 추가 취급이 필요하므로 직접 단축 압착보다 느립니다.

치수 제어 문제

CIP는 밀도를 향상시키지만 유연한 몰드는 단단한 강철 다이의 날카롭고 정밀한 기하학적 공차를 생성하지 않습니다. CIP를 통해 처리된 부품은 종종 최종 치수를 정확하게 얻기 위해 소결 후 가공이 필요합니다.

목표에 맞는 올바른 선택

CIP는 0.15BT–0.85BNT와 같은 고성능 세라믹의 표준이지만 특정 요구 사항을 이해하는 것이 중요합니다.

전기적 및 기계적 신뢰성이 주요 초점인 경우: CIP를 통합하여 밀도를 극대화하고 고장을 일으킬 수 있는 내부 공극을 제거하십시오.
기하학적 정밀도가 주요 초점인 경우: CIP 표면은 일반적으로 다이 압착 부품보다 거칠고 치수가 덜 명확하므로 소결 후 가공 단계를 추가할 준비를 하십시오.
비용 및 속도가 주요 초점인 경우: 밀도 증가가 엄격하게 필요한지 평가하십시오. 저성능 응용 분야의 경우 단축 압착만으로도 충분할 수 있습니다.

CIP는 단순한 성형 단계가 아니라 열이 가해지기 전에 재료의 내부 구조를 안정화하는 품질 보증 메커니즘입니다.

요약 표:

특징	단축 압착	냉간 등압 성형 (CIP)
압력 방향	1개 또는 2개 방향	전방향 (360°)
밀도 분포	불균일 (마찰 구배)	균일 및 동질
최종 소결 결과	뒤틀림/균열 위험	균일 수축 및 고밀도
최대 상대 밀도	낮음	0.15BT–0.85BNT의 경우 >94%
치수 정확도	높음 (단단한 다이)	낮음 (유연한 몰드)