흑연 몰드를 사용하여 불화물 세라믹을 열간 프레스 소결하는 맥락에서, 질화붕소(BN) 코팅은 주로 고온 절연 매체 및 이형제 역할을 합니다. 반응성 불화물 분말이 탄소가 풍부한 흑연 몰드와 상호 작용하는 것을 방지하는 물리적 및 화학적 장벽을 생성합니다.
질화붕소는 이중 목적을 수행합니다. 불화물 세라믹의 탄소 오염(탄화)을 방지하는 화학적으로 불활성인 차폐 역할을 하며, 동시에 소결된 샘플이 몰드 벽에 융합되지 않도록 윤활제 역할을 합니다.
질화붕소의 중요 기능
열간 프레스 소결은 재료를 극한의 열과 압력에 노출시키는 과정을 포함합니다. 보호 인터페이스가 없으면 흑연 몰드와 불화물 분말이 서로 반응하거나 달라붙을 가능성이 높습니다.
화학적 오염 방지
높은 소결 온도에서 흑연은 화학적으로 활성화됩니다.
흑연 몰드와 불화물 분말의 직접적인 접촉은 탄소가 세라믹으로 확산되는 탄화로 이어질 수 있습니다.
질화붕소 코팅은 화학적으로 불활성인 장벽 역할을 합니다. 이 절연은 탄소 불순물이 최종 불화물 세라믹의 순도와 성능을 저하시키는 것을 방지합니다.
성공적인 탈형 보장
고압(종종 약 30MPa의 단축 압력) 및 고온에서 세라믹 분말은 몰드 벽에 달라붙는 경향이 있습니다.
질화붕소는 효과적인 이형제 역할을 합니다.
소결된 샘플이 흑연에 달라붙는 것을 방지하여 샘플이 깨지거나 몰드가 손상되지 않고 부드럽게 제거할 수 있도록 합니다.
흑연 공구 보호
흑연 몰드는 종종 1500°C를 초과하는 온도에서 치수 안정성을 유지하도록 설계된 정밀 공구입니다.
세라믹 샘플의 직접적인 접착은 제거 중에 몰드의 내부 벽을 손상시킬 수 있습니다.
이러한 접착을 방지함으로써 BN 코팅은 몰드의 표면 품질을 보존하여 재사용 수명을 연장합니다.

적용 고려 사항
질화붕소는 필수적이지만 효과는 올바른 적용에 달려 있습니다.
균일성이 핵심
코팅은 연속적이어야 합니다. BN 층의 모든 틈은 불화물 분말을 흑연에 노출시킵니다.
작은 핀홀조차도 국부적인 탄화 또는 "눌어붙는 지점"을 유발할 수 있으며, 이는 냉각 또는 배출 중에 샘플이 파손될 수 있습니다.
불활성 및 순도
질화붕소 자체는 고순도여야 합니다.
탄소 오염을 방지하지만, 저품질 코팅은 민감한 불화물 매트릭스에 자체 불순물을 도입할 수 있습니다.
목표에 맞는 올바른 선택
소결 공정의 성공을 극대화하려면 특정 요구 사항에 따라 코팅 적용을 우선시하십시오.
- 샘플 순도가 주요 초점인 경우: BN 층이 탄소 확산에 대한 완전한 밀봉을 생성할 만큼 충분히 두꺼운지 확인하십시오.
- 몰드 수명이 주요 초점인 경우: 기계적 결합 및 몰드 벽 마모를 방지하기 위해 표면 거칠기를 완전히 덮는 균일한 적용을 우선시하십시오.
- 표면 마감이 주요 초점인 경우: 코팅의 질감 불규칙성이 소결된 세라믹 표면으로 전달되는 것을 방지하기 위해 코팅을 부드럽게 적용하십시오.
적절하게 적용된 질화붕소 코팅은 불화물 세라믹의 화학적 무결성과 흑연 공구의 기계적 무결성을 모두 보호하는 가장 효과적인 단일 방법입니다.
요약 표:
| 기능 | 설명 | 이점 |
|---|---|---|
| 화학적 장벽 | 흑연과 불화물 분말의 직접적인 접촉 방지 | 탄화 제거 및 높은 샘플 순도 보장 |
| 이형제 | 저마찰 윤활 인터페이스 제공 | 샘플 파손 없이 쉬운 탈형 촉진 |
| 공구 보호 | 흑연 몰드의 내부 벽 보호 | 표면 품질 보존 및 몰드 수명 연장 |
| 열 안정성 | 1500°C 초과 온도에서 무결성 유지 | 고온 사이클 동안 일관된 성능 보장 |
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