Préparation de boues à faible viscosité et à haute teneur en solides
La préparation d'une pâte stable à faible viscosité et à haute teneur en solides est la clé de la préparation de pièces en céramique hautes performances. La teneur en matières solides de la boue détermine la densité apparente de la billette verte et la viscosité de la boue détermine si elle se forme. Il est donc très important d'étudier la préparation et les performances de la boue.
La teneur en dispersant est l’une des technologies clés pour préparer des boues céramiques à haute teneur en solides. L'ajout de dispersant vise à obtenir une suspension à phase solide élevée grâce à l'effet de stabilisation de la répulsion électrostatique et de l'encombrement stérique. Le dispersant présente une forte affinité pour les particules céramiques et une compatibilité élevée avec la solution. Il peut s'étirer complètement pour former une couche stable à encombrement stérique et ioniser les ions pour produire une répulsion électrostatique.
Diagramme schématique du mécanisme de stabilisation de l'encombrement stérique
La viscosité de la suspension céramique est affectée par la teneur en dispersant et en solide. Trop ou pas assez de dispersant entraînera une détérioration de la stabilité de la suspension. Ce n'est que lorsque la quantité appropriée est sélectionnée pour rendre la surface des particules dans un état d'adsorption saturé que la dispersion est la meilleure et que la stabilité de la suspension peut être assurée. Avec l'augmentation de la teneur en solides, la viscosité de la suspension céramique augmentera également. La détermination de la teneur optimale en matières solides est la clé d’une préparation réussie de boues à faible viscosité.
1. Effet du contenu solide sur la viscosité du lisier
La valeur du pH a également une grande influence sur la stabilité du lisier. Différentes valeurs de pH et différentes conditions de charge à la surface de la poudre modifieront son potentiel Zeta. Le changement de potentiel Zeta affecte directement la répulsion électrostatique entre les particules, affectant ainsi la stabilité de la suspension.
La taille des particules a également un effet sur la viscosité du lisier. Lorsque la taille des particules diminue, la surface spécifique correspondante augmente et la quantité totale d’eau adsorbée augmente. Par conséquent, l’eau libre dans la boue diminuera et la viscosité de la boue augmentera. De plus, plus la poudre est fine, plus elle s'agglomère facilement et les particules agglomérées enveloppent l'eau, ce qui entraîne une partie de la perte d'eau, ce qui est également un facteur important dans l'augmentation de la viscosité du lisier.
2. Séchage sûr du corps en céramique
Au cours du processus de séchage, l'eau s'évapore rapidement et le taux de retrait est élevé, de sorte que le corps est facile à fissurer. De plus, le processus de séchage du corps gélatinisé est un processus complexe et lent, en particulier la grande taille du corps, plus sujette à un retrait de séchage non uniforme provoqué par la concentration de contraintes structurelles et de contraintes résiduelles, entraînant une déformation du corps, une déformation. et d'autres problèmes.
Conditions de séchage de la billette de zircone injectée dans la solution PEG10000 (a) et à l'air (b)
Le séchage sûr de la carrosserie est très important pour résoudre les problèmes de précision dimensionnelle ainsi que de formation et de propagation de fissures. Selon les différentes manières d'obtenir de l'énergie thermique à partir de l'évaporation de l'eau dans le corps de la billette, les méthodes de séchage peuvent être divisées en séchage à l'air chaud, séchage par chauffage électrique, séchage par rayonnement, lyophilisation, etc., et nouveau séchage liquide.
Séchage à air chaud : l'équipement est simple, facile à utiliser, mais l'efficacité thermique est faible, le cycle de séchage est long, le processus de séchage n'est pas facile à contrôler et il est facile de se fissurer, de se déformer, etc., en particulier dans le cas de grosses parties vertes.
Séchage par chauffage électrique : la vitesse de séchage est rapide, car la teneur élevée en eau dans le courant de billette est importante et sèche rapidement, tandis que la faible teneur en eau de l'endroit sèche lentement, le processus de séchage global est très uniforme.
Séchage par rayonnement : ne nécessite aucun moyen de séchage pour garantir la propreté du corps ; Équipement simple, facile à utiliser, facile à automatiser ; La vitesse de séchage est rapide et le séchage est plus uniforme.
Séchage liquide : l'humidité peut être précipitée uniformément pour éviter un séchage inégal et des fissures ; Le corps est complètement immergé dans le liquide, sans force capillaire, réduisant ainsi les déformations et les fissures.
3. Le traitement mécanique du corps
La plupart des céramiques ont des caractéristiques de dureté élevée et de résistance élevée, ce qui fait qu'elles ne se déforment pas facilement ; De plus, la fragilité de la céramique rend son traitement difficile. La finition de la céramique est complétée par une micro-déformation ou un enlèvement de matière au point de traitement. Il existe diverses méthodes de traitement, mais la principale méthode de traitement est le traitement mécanique.
Le type d'injection peut produire une forme complexe, une haute densité, une bonne uniformité, une résistance relativement élevée et une certaine plasticité du corps, qui répond aux exigences du traitement mécanique vert, adapté à la production industrielle et peut contrôler avec précision la taille et la forme de le vert, réduit la quantité de traitement du vert, la difficulté de traitement et le gaspillage de matières premières. Ainsi, la quantité de traitement de produits frittés et les défauts et la propagation des fissures provoqués par le processus de traitement sont réduits, la sécurité du traitement est améliorée et la fiabilité de la céramique est améliorée.
Le moulage par injection a été largement étudié dans le domaine des matériaux poreux, des matériaux composites et des matériaux fonctionnels. En tant que nouveau procédé de moulage de taille presque nette, il présente de nombreux avantages que le moulage par injection traditionnel ne peut égaler. À l'avenir, la recherche sur la préparation de boues en suspension à faible viscosité et à fraction volumique de phase solide élevée, l'amélioration du système de gel existant, la recherche d'un nouveau système de gel efficace et non toxique, ouvriront de nouveaux domaines d'application, accéléreront la production industrielle et le développement. Les équipements de contrôle automatique continueront à être au centre des recherches sur la condensation par injection.