电子科技大学（深圳）高等研究院 新诺手套箱专用热压机应用案例

一、 什么是手套箱专用热压机？

简单来说，它是一台将热压成型工艺与惰性气体保护环境（手套箱）相结合的设备。

• 热压机部分：提供高温和压力，用于材料的烧结、键合、固化或成型。例如，将粉末压成致密的固体，或将两层材料牢固地粘合在一起。

• 手套箱部分：提供一个高纯度、密封的惰性气体（如氩气、氮气）环境，其内部的氧气和水含量极低（通常可控制在<0.1 ppm）。

核心价值：将这两个系统集成在一起，是为了处理那些对氧气和水汽极度敏感的材料。这些材料在空气中会迅速氧化、水解或变质，从而失去其优良性能。

二、 主要应用领域

这种设备主要用于前沿科技领域的研究和小批量生产：

1. 固态电池研发

• 制备电解质：硫化物固态电解质对空气极其敏感，必须在惰性气氛中完成压片成型，以测试其离子电导率和机械性能。

• 组装电池：将正极材料、固态电解质、负极材料在无氧无水环境下进行热压，形成完整的电池芯，避免界面污染。

2. 新材料科学

• 金属玻璃（非晶合金）：某些成分的非晶合金在加热成型时若接触氧气，会引发晶化，破坏其非晶结构。

• 钙钛矿材料：一些高性能的有机-无机杂化钙钛矿对水分敏感，需要在保护气氛下进行热处理。

• 其他对气氛敏感的无机/有机材料的烧结与成型。

3. 半导体与微电子

• 对敏感半导体材料进行键合或封装。

4. 特种陶瓷与粉末冶金

• 烧结一些易氧化的金属粉末（如某些活性金属）或特种陶瓷。

三、 关键组成部分

一台完整的手套箱专用热压机系统通常包括：

1. 手套箱主体：

• 提供密封的工作腔体，带有观察窗、手套操作口、气体净化系统、过渡舱（用于传递样品和工具）。

2. 集成式热压机：

• 加热系统：通常采用感应加热或电阻加热，最高温度可达600°C、1000°C甚至更高。

• 加压系统：采用液压或伺服电机驱动，提供精确可控的压力（从几吨到几十吨不等）。

• 模具：用于放置样品，通常由高强度、耐高温的材料制成（如硬质合金、高强石墨等）。

• 控制系统：独立的或与手套箱系统集成的控制面板/软件，用于设定和监控温度、压力、时间等工艺参数。

3. 安全与辅助系统：

• 冷却系统：为热压机的工作部件（如液压站、加热元件）降温。

• 压力/温度传感器：实时反馈数据。

• 安全互锁：确保在手套箱门未关好或气氛不达标时，热压机无法启动，保障设备和操作人员安全。

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