真空ホットプレスは、拡散係数が低いために高密度に焼結しない材料や、最適な機械的、熱的、光学的特性を得るために気孔のない状態が要求される材料に主に使用される特殊な製造プロセスである。
このプロセスでは、真空環境下で材料に熱と圧力を加え、相変態、焼結、固相反応を促進する。
このプロセスは、プレート、ブロック、シリンダーのような単純な形状に特に効果的で、高度な金型設計により、より複雑な形状も製造できます。
真空ホットプレスとは？(5つのポイント）
1.プロセスの概要
真空ホットプレスとは、真空負圧ボックス内にホットプレス用プレートを設置し、材料を真空ホットプレスにかけることである。
材料は高温（最高2600℃）と高圧（50kN～800Ton）にさらされ、焼結と高密度化のプロセスに重要な役割を果たします。
この環境は、ボイドや粒界をなくし、よりコンパクトで高密度な材料構造にするのに役立つ。
2.適用性と限界
このプロセスは、セラミックスや特定の複合材料など、高密度・高純度が要求される材料に特に適している。
例えば、窒化ケイ素、炭化ホウ素、PLZT（鉛-ランタン-チタン酸ジルコン）などがある。
しかし、このプロセスは、プレス金型の制約と圧力分布の均一性により、比較的単純な形状の部品に限定される。
3.技術的詳細
真空ホットプレス炉は、グラファイトやモリブデンヒーターのような様々な発熱体を備え、一方向加圧または双方向加圧を適用することができます。
発熱体と加圧方法の選択は材料と要求される加熱温度に依存します。
熱と圧力の同時印加は、焼結に重要な粉末粒子間の拡散や接触といった物質移動プロセスを助ける。
4.利点
真空ホットプレスの主な利点は、空隙を最小限に抑えた高密度部品を製造できることであり、これにより材料の機械的、熱的、光学的特性が向上する。
さらに、このプロセスでは焼結時間と温度を大幅に短縮でき、焼結材料の粒径を効果的に制御できるため、材料特性の向上につながる。
5.真空炉との比較
真空ホットプレス炉も真空炉も真空環境で作動するが、その主な機能は異なる。
真空炉は主に、酸化やその他の汚染を避けるために真空中で材料を加熱処理することに重点を置いています。
対照的に、真空ホットプレス炉は材料を加熱するだけでなく、材料の高密度化と成形に不可欠な大きな圧力を加えます。
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