Herstellung einer Aufschlämmung mit niedriger Viskosität und hohem Feststoffgehalt
Die Herstellung einer stabilen Aufschlämmung mit niedriger Viskosität und hohem Feststoffgehalt ist der Schlüssel zur Herstellung von Hochleistungskeramikteilen. Der Feststoffgehalt der Aufschlämmung bestimmt die Schüttdichte des Rohlings und die Viskosität der Aufschlämmung bestimmt, ob er geformt wird. Daher ist es sehr wichtig, die Vorbereitung und Leistung der Aufschlämmung zu untersuchen.
Der Gehalt an Dispergiermitteln ist eine der Schlüsseltechnologien zur Herstellung von Keramikschlämmen mit hohem Feststoffgehalt. Durch die Zugabe von Dispergiermittel soll durch den Stabilisierungseffekt der elektrostatischen Abstoßung und sterischen Hinderung eine Aufschlämmung mit hohem Festphasengehalt erreicht werden. Das Dispergiermittel hat eine starke Affinität zu Keramikpartikeln und eine hohe Kompatibilität mit der Lösung. Es kann sich vollständig ausdehnen, um eine stabile Schicht mit sterischer Hinderung zu bilden, und kann Ionen ionisieren, um eine elektrostatische Abstoßung zu erzeugen.
Schematische Darstellung des Stabilisierungsmechanismus durch sterische Hinderung
Die Viskosität der Keramiksuspension wird durch den Gehalt an Dispergiermittel und Feststoff beeinflusst. Zu wenig oder zu viel Dispergiermittel führt zu einer Verschlechterung der Stabilität der Suspension. Nur wenn die geeignete Menge ausgewählt wird, um die Partikeloberfläche in den gesättigten Adsorptionszustand zu versetzen, ist die Dispersion am besten und die Suspensionsstabilität kann erreicht werden. Mit zunehmendem Feststoffgehalt nimmt auch die Viskosität der Keramiksuspension zu. Die Bestimmung des optimalen Feststoffgehalts ist der Schlüssel zur erfolgreichen Herstellung von Aufschlämmungen mit niedriger Viskosität.
1. Einfluss des Feststoffgehalts auf die Viskosität der Aufschlämmung
Auch der pH-Wert hat großen Einfluss auf die Stabilität der Gülle. Unterschiedliche pH-Werte und unterschiedliche Ladungsbedingungen auf der Oberfläche des Pulvers verändern dessen Zeta-Potenzial. Die Änderung des Zeta-Potenzials wirkt sich direkt auf die elektrostatische Abstoßung zwischen den Partikeln aus und beeinflusst somit die Stabilität der Aufschlämmung.
Die Partikelgröße hat auch einen Einfluss auf die Viskosität der Aufschlämmung. Wenn die Partikelgröße abnimmt, nimmt die entsprechende spezifische Oberfläche zu und die Gesamtmenge des adsorbierten Wassers nimmt zu. Daher nimmt der freie Wassergehalt in der Aufschlämmung ab und die Viskosität der Aufschlämmung nimmt zu. Je feiner das Pulver ist, desto leichter lässt es sich außerdem agglomerieren, und die agglomerierten Partikel umhüllen das Wasser, was zu einem Teil des Wasserverlusts führt, der auch ein wichtiger Faktor für die Erhöhung der Viskosität der Aufschlämmung ist.
2. Sicheres Trocknen des Keramikkörpers
Beim Trocknen verdunstet das Wasser schnell und die Schrumpfrate ist hoch, sodass der Körper leicht Risse bekommt. Darüber hinaus ist der Trocknungsprozess des gelatinierten Körpers ein komplexer und langsamer Prozess, insbesondere aufgrund der Größe des Körpers, der anfälliger für eine ungleichmäßige Trocknungsschrumpfung ist, die durch die Konzentration von Strukturspannung und Restspannung verursacht wird, was zu einer Verformung des Körpers und einem Verzug führt und andere Probleme.
Trocknungsbedingungen des injizierten Zirkonoxidbarrens in der PEG10000-Lösung (a) und an der Luft (b)
Die sichere Trocknung der Karosserie ist sehr wichtig, um die Probleme der Maßhaltigkeit und der Rissbildung und -ausbreitung zu lösen. Entsprechend den verschiedenen Möglichkeiten, Wärmeenergie aus der Verdunstung von Wasser im Knüppelkörper zu gewinnen, können die Trocknungsverfahren in Heißlufttrocknung, elektrische Heiztrocknung, Strahlungstrocknung, Gefriertrocknung usw. und neue Flüssigkeitstrocknung unterteilt werden.
Heißlufttrocknung: Die Ausrüstung ist einfach und leicht zu bedienen, aber der thermische Wirkungsgrad ist gering, der Trocknungszyklus ist lang, der Trocknungsprozess ist nicht leicht zu kontrollieren und es kommt leicht zu Rissen, Verformungen usw., insbesondere in der Luft bei großen Grünteilen.
Trocknen mit elektrischer Heizung: Die Trocknungsgeschwindigkeit ist schnell, da der hohe Wassergehalt im Knüppelstrom groß ist und schnell trocknet, während der niedrige Wassergehalt an der Stelle langsam trocknet und der Trocknungsprozess insgesamt sehr gleichmäßig ist.
Strahlungstrocknung: benötigt kein Trocknungsmedium, um den sauberen Körper zu gewährleisten; Einfache Ausstattung, einfach zu bedienen, leicht zu automatisieren; Die Trocknungsgeschwindigkeit ist hoch und die Trocknung gleichmäßiger.
Flüssigkeitstrocknung: Feuchtigkeit kann gleichmäßig ausgefällt werden, um ungleichmäßiges Trocknen und Rissbildung zu vermeiden; Der Körper ist ohne Kapillarkraft vollständig in die Flüssigkeit eingetaucht, wodurch Verformungen und Risse reduziert werden.
3. Die mechanische Bearbeitung des Körpers
Die meisten Keramiken weisen eine hohe Härte und hohe Festigkeitseigenschaften auf, was dazu führt, dass sie sich nicht leicht verformen. Darüber hinaus erschwert die Sprödigkeit von Keramik die Verarbeitung. Die Keramikveredelung wird durch Mikroverformung oder Materialabtrag an der Bearbeitungsstelle vervollständigt. Es gibt verschiedene Bearbeitungsmethoden, die Hauptbearbeitungsmethode ist jedoch die mechanische Bearbeitung.
Der Injektionstyp kann eine komplexe Form, hohe Dichte, gute Gleichmäßigkeit, relativ hohe Festigkeit und eine gewisse Plastizität des Körpers erzeugen, die den Anforderungen einer umweltfreundlichen mechanischen Verarbeitung entspricht, für die industrielle Produktion geeignet ist und die Größe und Form genau steuern kann Das Grün reduziert die Verarbeitungsmenge an Grün, Verarbeitungsschwierigkeiten und die Verschwendung von Rohstoffen. Dadurch werden die Verarbeitungsmenge gesinterter Produkte und die durch den Verarbeitungsprozess verursachten Defekte und Rissausbreitung reduziert, die Verarbeitungssicherheit verbessert und die Zuverlässigkeit von Keramik verbessert.
Das Spritzgießen wurde im Bereich poröser Materialien, Verbundwerkstoffe und Funktionsmaterialien umfassend untersucht. Als neues nahezu endformatiges Formverfahren bietet es viele Vorteile, mit denen das herkömmliche Vergussformen nicht mithalten kann. Zukünftig werden Forschungen zur Herstellung von Suspensionsschlämmen mit niedriger Viskosität und hohem Festphasenvolumenanteil, zur Verbesserung des bestehenden Gelsystems, zur Suche nach einem effizienten und ungiftigen neuen Gelsystem, zur Erschließung neuer Anwendungsfelder sowie zur Beschleunigung der industriellen Produktion und Entwicklung durchgeführt Der Schwerpunkt der Einspritzkondensationsforschung wird weiterhin auf der Entwicklung automatischer Steuerungseinrichtungen liegen.