熱等靜壓法

熱等靜壓法
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 熱等靜壓工藝（hot isostatic pressing，簡(jiǎn)寫為HIP）是將粉末壓坯或裝入包套的粉料裝入高壓容器中，使粉料經(jīng)受高溫和均衡壓力的作用，被燒結(jié)成致密件。熱等靜壓技術(shù)是1955年由美國(guó)Battelle Columbus實(shí)驗(yàn)室首先研制成功的。其基本原理是：以氣體作為壓力介質(zhì)，通常所用的氣體為氦氣、氬氣等惰性氣體，使材料（粉料、坯體或燒結(jié)體）在加熱過(guò)程中經(jīng)受各向均衡的壓力，借助高溫和高壓的共同作用促進(jìn)材料的致密化。HIP工藝最早應(yīng)用于硬質(zhì)合金的制備中，主要對(duì)鑄件進(jìn)行處理。經(jīng)歷了近50年的發(fā)展，其在工業(yè)化生產(chǎn)上的應(yīng)用范圍得到了不斷地拓展。在過(guò)去10多年里，通過(guò)改進(jìn)熱等靜壓設(shè)備，使生產(chǎn)成本大幅度降低，拓寬了熱等靜壓技術(shù)在工業(yè)化生產(chǎn)方面的應(yīng)用范圍，并且其應(yīng)用范圍的擴(kuò)展仍有很大潛力。目前，熱等靜壓技術(shù)的主要應(yīng)用有：金屬和陶瓷的固結(jié)，金剛石刀具的燒結(jié)，鑄件質(zhì)量的修復(fù)和改善，高性能磁性材料及靶材的致密化。
   
 熱等靜壓法與傳統(tǒng)的無(wú)壓燒結(jié)或熱壓燒結(jié)工藝相比，有許多突出的優(yōu)點(diǎn)：
 
    ①采用HIP燒結(jié)，可以在比無(wú)壓燒結(jié)或熱壓燒結(jié)低得多的溫度下完成陶瓷材料的致密化，可以有效地抑制材料在高溫下發(fā)生很多不利的發(fā)應(yīng)或變化，例如晶粒異常長(zhǎng)大和高溫分解等；使常壓不能燒結(jié)的材料有可能燒結(jié)。就氧化鋁陶瓷而言，常壓下普通燒結(jié)必須燒至1800℃以上的高溫，熱壓(20MPa)燒結(jié)需要燒至15000C左右，而HIP (400MPa)燒結(jié)，在1000℃左右的較低溫度下就已經(jīng)致密化了；
 
   ②采用HIP燒結(jié)工藝，能夠在減少甚至無(wú)燒結(jié)添加劑的條件下，制備出微觀結(jié)構(gòu)均勻且?guī)缀醪缓瑲饪椎闹旅芴沾蔁Y(jié)體，使材料的各種性能得到顯著地改善；
    
③通過(guò)HIP后處理工藝，可以減少乃至消除燒結(jié)體中的剩余氣孔，愈合表蠶裂紋，從而提高陶瓷材料的密度、強(qiáng)度；
 
④HIP工藝能夠精確控制產(chǎn)品的尺寸與形狀，避免使用費(fèi)用高的金剛石切割加工，理想條件下產(chǎn)品無(wú)形狀改變。
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