Preparação de pasta com baixa viscosidade e alto teor de sólidos
A preparação de uma pasta estável com baixa viscosidade e alto teor de sólidos é a chave para a preparação de peças cerâmicas de alto desempenho. O conteúdo sólido da pasta determina a densidade aparente do tarugo verde, e a viscosidade da pasta determina se ela é formada, por isso é muito importante estudar a preparação e o desempenho da pasta.
O teor de dispersante é uma das principais tecnologias para a preparação de lamas cerâmicas com alto teor de sólidos. A adição de dispersante visa obter uma pasta de fase sólida elevada através do efeito de estabilização da repulsão eletrostática e do obstáculo estérico. O dispersante tem forte afinidade com partículas cerâmicas e alta compatibilidade com a solução. Ele pode esticar totalmente para formar uma camada estável de impedimento estérico e pode ionizar íons para produzir repulsão eletrostática.
Diagrama esquemático do mecanismo de estabilização de obstáculos estéricos
A viscosidade da suspensão cerâmica é afetada pelo conteúdo de dispersante e sólido. Muito pouco ou muito dispersante causará a deterioração da estabilidade da suspensão. Somente quando a quantidade apropriada é selecionada para deixar a superfície da partícula no estado de adsorção saturada, a dispersão é a melhor e a estabilidade da suspensão pode ser alcançada. Com o aumento do teor de sólidos, a viscosidade da suspensão cerâmica também aumentará. Determinar o conteúdo sólido ideal é a chave para o sucesso da preparação de lama de baixa viscosidade.
1. Efeito do conteúdo sólido na viscosidade da pasta
O valor do pH também tem grande influência na estabilidade da pasta. Diferentes valores de pH e diferentes condições de carga na superfície do pó irão alterar o seu potencial Zeta. A mudança do potencial Zeta afeta diretamente a repulsão eletrostática entre as partículas, afetando assim a estabilidade da pasta.
O tamanho das partículas também afeta a viscosidade da pasta. Quando o tamanho da partícula diminui, a área superficial específica correspondente aumenta e a quantidade total de água adsorvida aumentará. Portanto, a água livre na pasta diminuirá e a viscosidade da pasta aumentará. Além disso, quanto mais fino o pó, mais fácil é a aglomeração, e as partículas aglomeradas envolvem a água, resultando em parte da perda de água, o que também é um fator importante no aumento da viscosidade da pasta.
2. Secagem segura do corpo cerâmico
No processo de secagem, a água evapora rapidamente e a taxa de encolhimento é alta, tornando o corpo fácil de rachar. Além disso, o processo de secagem do corpo gelatinizado é um processo complexo e lento, especialmente o grande tamanho do corpo, mais propenso ao encolhimento de secagem não uniforme causado pela concentração de tensões estruturais e tensões residuais, resultando em deformação do corpo, empenamento e outros problemas.
Condições de secagem do tarugo de zircônia injetado na solução PEG10000 (a) e ao ar (b)
A secagem segura do corpo é muito importante para solucionar os problemas de precisão dimensional e de formação e propagação de fissuras. De acordo com as diferentes formas de obtenção de energia térmica a partir da evaporação da água no corpo do tarugo, os métodos de secagem podem ser divididos em secagem por ar quente, secagem por aquecimento elétrico, secagem por radiação, liofilização, etc., e secagem por novo líquido.
Secagem com ar quente: o equipamento é simples, fácil de operar, mas a eficiência térmica é baixa, o ciclo de secagem é longo, o processo de secagem não é fácil de controlar e é fácil de rachar, empenar e assim por diante, principalmente no caso de grandes partes verdes.
Secagem por aquecimento elétrico: a velocidade de secagem é rápida, pois o alto teor de água na corrente do tarugo é grande, secando rápido, enquanto o baixo teor de água do local seca lentamente, o processo geral de secagem é muito uniforme.
Secagem por radiação: não necessita de nenhum meio de secagem, para garantir o corpo limpo; Equipamento simples, fácil de operar, fácil de automatizar; A velocidade de secagem é rápida e a secagem é mais uniforme.
Secagem líquida: a umidade pode ser precipitada uniformemente para evitar secagem irregular e rachaduras; O corpo fica totalmente imerso no líquido, sem força capilar, reduzindo empenamentos e rachaduras.
3. O processamento mecânico do corpo
A maioria das cerâmicas possui alta dureza e características de desempenho de alta resistência, resultando em não ser fácil de deformar; Além disso, a fragilidade da cerâmica dificulta o processamento. O acabamento cerâmico é completado por microdeformação ou remoção de material no ponto de processamento, existem vários métodos de processamento, mas o principal método de processamento é o processamento mecânico.
O tipo de injeção pode produzir uma forma complexa, alta densidade, boa uniformidade, resistência relativamente alta e uma certa plasticidade do corpo, que atende aos requisitos do processamento mecânico verde, adequado para produção industrial e pode controlar com precisão o tamanho e a forma de o verde, reduz a quantidade de processamento de verde, dificuldade de processamento e desperdício de matéria-prima. Assim, a quantidade de processamento de produtos sinterizados e os defeitos e propagação de fissuras causados pelo processo de processamento são reduzidos, a segurança do processamento é melhorada e a confiabilidade da cerâmica é melhorada.
A moldagem por injeção tem sido amplamente estudada na área de materiais porosos, materiais compósitos e materiais funcionais. Como um novo processo de moldagem próximo ao tamanho final, ele tem muitas vantagens que a moldagem de rejunte tradicional não pode igualar. No futuro, pesquisas sobre a preparação de lama suspensa de baixa viscosidade e alta fração volumétrica de fase sólida, melhoria do sistema de gel existente, busca por um novo sistema de gel eficiente e não tóxico, abrir novos campos de aplicação, acelerar a produção industrial e o desenvolvimento de equipamentos de controle automático continuará a ser o foco da pesquisa de condensação por injeção.