磁性材料烧结过程中，托盘作为承载核心组成的高温载体，其性能直接影响到烧结窑炉的生产稳定性与成品品质。复合刚玉莫来石托盘由于其优异的高温耐腐蚀性和力学强度，被广泛应用于磁材烧结。然而，托盘在高温还原气氛下常见热应力开裂，成为限制生产稳定性的关键技术难题之一。
热应力开裂通常表现为表面微裂纹逐渐扩展至结构内部，最终导致托盘破损甚至坍塌，严重影响产品一致性。据行业实测数据显示，托盘在工业烧结条件下出现开裂的故障率可高达8%~15%，造成材料浪费及生产停机。其根本原因涉及托盘材质热膨胀不均、温度梯度变化剧烈及氧化还原气氛下的化学活性变化等因素。
升温速率作为烧结工艺中最关键的参数之一，对托盘热应力分布有显著影响。过快的升温速率容易造成材料表层与内部温度差异过大，引发热膨胀不匹配，形成应力集中点，进而促发裂纹。相反，合理的升温速率能缓解温度梯度，有效降低热应力峰值。
理论计算与实地监测表明，建议将升温速率控制于2℃/分钟以内，尤其在300℃至700℃的关键区间放慢速率至1℃/分钟，以适应复合刚玉莫来石材质的热性能。此策略结合稳定的气氛控制（如氩气保护或含H₂还原气氛稳定流量），可显著减少表面氧化和内部应力积聚。
高温还原气氛增加了托盘表面金属污染风险，尤其是含铁、钴等元素的磁材原料，在烧结过程中易扩散至托盘表面，形成界面劣化。此外，气氛中微量氧含量变化会导致表面氧化膜生成与剥落，形成微裂纹萌生基地。
行业内常用解决措施包括优化托盘表面烧结助剂配比，提升莫来石相比例，增强耐腐蚀性；改进气氛密封装置，确保气流均匀且洁净；定期实施托盘表面微观缺陷检测和及时养护，延长使用寿命。
为保障托盘在烧结过程中的稳定工作，推荐采用以下操作与维护标准：
| 项目 | 建议方案 | 效果预期 |
|---|---|---|
| 升温速率控制 | 关键区间（300-700℃）保持1℃/分钟 | 减少热应力峰值，降低微裂纹发生率约30%-40% |
| 气氛稳定监控 | 采用先进气氛调节设备，保持H₂与惰性气体比例稳定 | 防止表面氧化与化学腐蚀失效 |
| 定期托盘检测 | 使用超声波或光学检测仪器排查微裂纹 | 避免突发破损，提升批量生产一致性 |
综上所述，复合刚玉莫来石托盘的热应力开裂问题，需要从材料特性、升温参数与气氛控制多维度入手，科学设定烧结工艺流程。通过严谨的工艺管控和持续的质量检测，可最大程度提升托盘稳定性和磁材烧结品质，为生产企业带来显著的经济效益与技术优势。
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