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科普| 什么是熱等靜壓（HIP）工藝？
來源： 時間：2023-12-03 15:47:55 瀏覽：6787次

   熱等靜壓是常用來加工化學材料的方法之一。在這種方法中，材料在1173K至2523K的溫度和100至200MPa的壓力下在熔爐中被壓縮。它與另一種稱為熱壓的過程非常相似。在熱等靜壓過程中，氣體壓力均勻分布在材料的各個方向。這保證了材料在不同方向的性質是相等的。多年來，HIP 因其效率而廣受歡迎。它用于致密化金屬粉末和去除固體材料中的缺陷。可以通過此工藝去除的一些缺陷包括氣孔、空隙和縫隙。



方法比較：(a) 熱壓 (HP) 和 (b) 熱等靜壓 (HIP)。


熱等靜壓的優點


1、強度均勻

通過熱等靜壓，材料的各個方向都有均勻的強度。這是因為該過程中使用的壓力均勻地施加在材料的所有方向上。

2、機械性能

經受熱等靜壓處理的材料具有改進的機械性能。這些特性包括延展性和強度。機械性能的改善可歸因于材料中的大多數缺陷在 HIP 過程中被消除的事實。

3、耐腐蝕性能

熱等靜壓提高了耐腐蝕性。這確保了經過 HIP 的材料比大多數其他材料具有更長的使用壽命。

4、成本效益

HIP 是一種極具成本效益的工藝。通過這個過程，在質量保證測試上花費的錢更少。這是因為經過熱等靜壓處理的材料質量很高。此外，該工藝延長了固體材料的使用壽命，這意味著該材料在更換之前可以使用很長時間。

5、微觀結構

經受熱等靜壓的材料的微觀結構得到極大改善。這些材料的微觀結構是均勻的。此外，顆粒細且未分離。



決定 HIP 致密化程度的因素


通過熱等靜壓產生的致密程度因材料而異。三個因素決定了這個過程中的致密程度。

熱等靜壓（HIP）過程中的溫度和壓力。


如前所述，HIP 需要非常高的溫度。這是因為用于該過程的溫度越高，致密化程度越高。熱等靜壓的理想溫度范圍為 1173 K 至 2523 K。要注意的是用于 HIP 的溫度應低于被加工材料的熔點。

壓力

壓力是決定 HIP 期間致密化程度的另一個因素。熱等靜壓的理想壓力在 100 MPa 到 200 MPa 之間。通常用氬氣作壓力介質。

保持時間

這個因素與上面提到的兩個因素一樣重要。然而，材料適當致密化所需的保持時間取決于材料的厚度。通常，厚材料比薄材料需要更長的保持時間。



熱等靜壓的應用


1、濺射靶材制造

熱等靜壓是制備濺射靶材的優良工藝。目標在經過這個過程時孔隙率更低，密度更高。最終產品通常在微觀結構上是均勻的，是濺射的理想選擇。熱等靜壓優于其他可用于制造濺射靶材的工藝，例如傳統的熱壓。

2、航天

熱等靜壓通常用于航空航天工業。它用于消除飛機發動機和部件中使用的鑄件的孔隙率。通過這種方式，它使這些鑄件致密化。

3、擴散鍵合

熱等靜壓用于連接不同的材料。這可以通過熔覆甚至焊接來實現。

4、醫療

HIP 用于制造手術工具和醫療植入物（如牙套）的鑄件。這些由熱等靜壓制成的工具質量上乘，通常使用壽命長。

5、3D打印

如今，金屬的3D打印變得越來越流行。當它與熱等靜壓相結合時，所生產金屬的質量與通過更傳統的制造方法生產的金屬質量相比存在一定的風險。

6、燒結

通常，燒結產生的材料含有不同程度的孔隙率。然而，熱等靜壓為這個問題提供了解決方案。通過 HIP 燒結的材料通常更堅固且更具視覺吸引力。





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全部 3小時前 四川
文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具。現代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產生書面文字，很多小語種，有語言但沒有文字。文字的不同體現了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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