Siyam ka tukma nga proseso sa paghulma sa zirconia ceramics

Siyam ka tukma nga proseso sa paghulma sa zirconia ceramics
Ang proseso sa paghulma adunay usa ka nagdugtong nga papel sa tibuuk nga proseso sa pag-andam sa mga materyales nga seramik, ug mao ang yawe sa pagsiguro sa kasaligan sa pasundayag ug pag-usab sa produksiyon sa mga materyales ug sangkap sa seramik.
Uban sa pag-uswag sa katilingban, ang tradisyonal nga paagi sa pagmasa sa kamot, pamaagi sa pagporma sa ligid, pamaagi sa grouting, ug uban pa sa tradisyonal nga mga seramiko dili na makatubag sa mga panginahanglan sa modernong katilingban alang sa produksyon ug pagpino, mao nga natawo ang usa ka bag-ong proseso sa paghulma.Ang lino nga fino nga mga materyales sa seramik nga ZrO2 kaylap nga gigamit sa mosunod nga 9 nga mga matang sa mga proseso sa paghulma (2 nga mga tipo sa uga nga mga pamaagi ug 7 nga mga tipo sa basa nga pamaagi):

1. Dry nga paghulma

1.1 Dry pressing

Ang dry pressing naggamit ug presyur aron pugson ang ceramic powder ngadto sa usa ka porma sa lawas.Ang esensya niini mao nga ubos sa aksyon sa gawas nga pwersa, ang mga partikulo sa pulbos nagkaduol sa usag usa sa agup-op, ug lig-on nga gihiusa sa internal nga friction aron mapadayon ang usa ka porma.Ang nag-unang depekto sa dry-pressed green nga mga lawas mao ang spallation, nga tungod sa internal friction tali sa mga pulbos ug sa friction tali sa mga powder ug sa agup-op nga bungbong, nga miresulta sa pagkawala sa presyur sa sulod sa lawas.

Ang mga bentaha sa dry pressing mao nga ang gidak-on sa berde nga lawas tukma, ang operasyon yano, ug kini sayon ​​​​nga makaamgo sa mekanikal nga operasyon;ang sulod sa umog ug binder sa lunhaw nga uga nga pagpilit mao ang dili kaayo, ug ang pa-uga ug pagpabuto shrinkage gamay.Kini kasagarang gigamit sa pagporma sa mga produkto nga adunay yano nga mga porma, ug ang aspect ratio gamay ra.Ang dugang nga gasto sa produksiyon tungod sa pagsul-ob sa agup-op mao ang disbentaha sa dry pressing.

1.2 Isostatic pressing

Ang Isostatic pressing usa ka espesyal nga paagi sa pagporma nga naugmad base sa tradisyonal nga dry pressing.Gigamit niini ang presyur sa pagpasa sa fluid aron magamit ang presyur nga parehas sa pulbos sa sulod sa pagkamaunat-unat nga agup-op gikan sa tanan nga direksyon.Tungod sa pagkamakanunayon sa internal nga presyur sa likido, ang pulbos nagdala sa parehas nga presyur sa tanan nga direksyon, aron malikayan ang kalainan sa densidad sa berde nga lawas.

Ang isostatic pressing gibahin sa basa nga bag isostatic pressing ug dry bag isostatic pressing.Ang basa nga bag nga isostatic pressing mahimong maporma ang mga produkto nga adunay komplikado nga mga porma, apan mahimo ra kini nga molihok nga wala’y katapusan.Ang dry bag isostatic pressing makaamgo sa awtomatik nga padayon nga operasyon, apan mahimo lamang nga maporma ang mga produkto nga adunay yano nga mga porma sama sa square, round, ug tubular cross-sections.Ang Isostatic pressing mahimong makakuha og uniporme ug dasok nga berde nga lawas, nga adunay gamay nga pag-urong sa pagpabuto ug uniporme nga pagkunhod sa tanan nga direksyon, apan ang kagamitan komplikado ug mahal, ug ang kahusayan sa produksiyon dili taas, ug kini angay lamang alang sa paghimo sa mga materyales nga adunay espesyal mga kinahanglanon.

2. Basa nga pagporma

2.1 Grouting
Ang proseso sa paghulma sa grouting susama sa paghulma sa tape, ang kalainan mao nga ang proseso sa paghulma naglakip sa proseso sa pisikal nga dehydration ug proseso sa coagulation sa kemikal.Ang pisikal nga dehydration nagtangtang sa tubig sa slurry pinaagi sa capillary nga aksyon sa porous gypsum mold.Ang Ca2+ nga namugna pinaagi sa dissolution sa ibabaw nga CaSO4 nagdugang sa ionic nga kusog sa slurry, nga miresulta sa flocculation sa slurry.
Ubos sa aksyon sa pisikal nga dehydration ug kemikal nga coagulation, ang mga partikulo sa ceramic powder gibutang sa dingding sa agup-op sa gypsum.Ang grouting angay alang sa pag-andam sa dagkong mga bahin sa seramik nga adunay komplikado nga mga porma, apan ang kalidad sa berde nga lawas, lakip ang porma, densidad, kusog, ug uban pa, dili maayo, ang kusog sa pagtrabaho sa mga trabahante taas, ug dili kini angay. alang sa automated nga mga operasyon.

2.2 Mainit nga die casting
Ang init nga die casting mao ang pagsagol sa ceramic powder nga adunay binder (paraffin) sa medyo taas nga temperatura (60 ~ 100 ℃) aron makakuha og slurry alang sa init nga die casting.Ang slurry gi-injected sa metal nga agup-op ubos sa aksyon sa compressed air, ug ang pressure gipadayon.Pagpabugnaw, demoulding sa pagkuha sa usa ka talo blangko, ang talo blangko mao dewaxed sa ilalum sa panalipod sa usa ka inert powder sa pagkuha sa usa ka green nga lawas, ug ang green nga lawas sintered sa taas nga temperatura sa mahimong porselana.

Ang berde nga lawas nga naporma sa mainit nga die casting adunay tukma nga mga sukat, uniporme nga internal nga istruktura, dili kaayo pagsul-ob sa agup-op ug taas nga kahusayan sa produksiyon, ug angay alang sa lainlaing mga hilaw nga materyales.Ang temperatura sa wax slurry ug ang agup-op kinahanglan nga higpit nga kontrolado, kung dili kini hinungdan sa ilawom sa pag-injection o deformation, mao nga dili kini angay alang sa paghimo og dagkong mga bahin, ug ang duha ka lakang nga proseso sa pagpabuto komplikado ug taas ang konsumo sa enerhiya.

2.3 Paghulma sa tape
Ang paghulma sa tape mao ang hingpit nga pagsagol sa ceramic powder nga adunay daghang mga organikong binder, plasticizer, dispersant, ug uban pa aron makakuha usa ka madagayday nga viscous slurry, idugang ang slurry sa hopper sa casting machine, ug mogamit usa ka scraper aron makontrol ang gibag-on.Nag-agos kini ngadto sa conveyor belt pinaagi sa feeding nozzle, ug ang blangko sa pelikula makuha human sa pagpauga.

Kini nga proseso angay alang sa pag-andam sa mga materyales sa pelikula.Aron makakuha og mas maayo nga pagka-flexible, usa ka dako nga kantidad sa organikong butang ang idugang, ug ang mga parameter sa proseso gikinahanglan nga hugot nga kontrolon, kung dili kini dali nga hinungdan sa mga depekto sama sa pagpanit, mga streak, ubos nga kusog sa pelikula o lisud nga pagpanit.Ang organikong butang nga gigamit kay makahilo ug makapahinabog polusyon sa kinaiyahan, ug ang dili makahilo o dili kaayo makahilo nga sistema kinahanglang gamiton kutob sa mahimo aron makunhuran ang polusyon sa kinaiyahan.

2.4 Gel injection molding
Ang teknolohiya sa paghulma sa gel injection usa ka bag-ong proseso sa colloidal paspas nga prototyping nga una nga naimbento sa mga tigdukiduki sa Oak Ridge National Laboratory sa sayong bahin sa 1990s.Sa kinauyokan niini mao ang paggamit sa mga organikong monomer nga solusyon nga nag-polymerize ngadto sa taas nga kusog, laterally linked polymer-solvent gels.

Ang usa ka slurry sa ceramic powder nga natunaw sa usa ka solusyon sa mga organikong monomer gihulma sa usa ka agup-op, ug ang monomer nga sinagol nga polymerize aron mahimong usa ka gelled nga bahin.Tungod kay ang laterally linked polymer-solvent naglangkob lamang sa 10%-20% (mass fraction) nga polimer, sayon ​​nga makuha ang solvent gikan sa gel nga bahin pinaagi sa pagpauga.Sa samang higayon, tungod sa lateral nga koneksyon sa mga polimer, ang mga polimer dili molalin uban sa solvent atol sa proseso sa pagpauga.

Kini nga pamaagi mahimong gamiton sa paghimo og single-phase ug composite ceramic nga mga bahin, nga mahimong maporma nga komplikado nga porma, quasi-net-sized nga seramik nga mga bahin, ug ang berde nga kusog niini sama ka taas sa 20-30Mpa o labaw pa, nga mahimong maproseso pag-usab.Ang nag-unang problema niini nga pamaagi mao nga ang pagkunhod sa rate sa embryo nga lawas medyo taas sa panahon sa proseso sa densification, nga dali nga mosangpot sa deformation sa embryo nga lawas;ang ubang mga organikong monomer adunay pagdili sa oksiheno, nga maoy hinungdan sa panit ug pagkahulog;tungod sa temperatura-induced organic monomer polymerization nga proseso, hinungdan Temperatura shaving modala ngadto sa paglungtad sa internal nga stress, nga maoy hinungdan sa mga blangko nga mabuak ug sa ingon sa.

2.5 Direkta nga solidification injection molding
Ang direktang solidification injection molding usa ka teknolohiya sa paghulma nga gihimo sa ETH Zurich: ang solvent nga tubig, ceramic powder ug organic additives hingpit nga gisagol aron maporma ang electrostatically stable, low-viscosity, high-solid-content slurry, nga mahimong mausab pinaagi sa pagdugang sa Slurry pH o mga kemikal. nga nagdugang electrolyte konsentrasyon, unya ang slurry giindyeksyon ngadto sa usa ka non-porous agup-op.

Kontrola ang pag-uswag sa mga kemikal nga reaksyon sa panahon sa proseso.Ang reaksyon sa wala pa ang paghulma sa pag-injection hinay-hinay nga gihimo, ang viscosity sa slurry gipabilin nga ubos, ug ang reaksyon gipadali pagkahuman sa paghulma sa indeyksiyon, ang slurry nagpalig-on, ug ang fluid slurry giusab ngadto sa usa ka solid nga lawas.Ang nakuha nga berde nga lawas adunay maayo nga mekanikal nga mga kabtangan ug ang kusog mahimong moabot sa 5kPa.Ang berde nga lawas gi-demold, gipauga ug gi-sinter aron mahimong seramik nga bahin sa gusto nga porma.

Ang mga bentaha niini mao nga kini wala magkinahanglan o nagkinahanglan lamang og gamay nga gidaghanon sa mga organikong additives (ubos sa 1%), ang berde nga lawas dili kinahanglan nga degreasing, ang berde nga densidad sa lawas managsama, ang paryente nga densidad taas (55% ~ 70%), ug kini mahimong maporma nga dagko ug komplikado nga mga seramik nga bahin.Ang disbentaha niini mao nga ang mga additives mahal, ug ang gas kasagarang gipagawas sa panahon sa reaksyon.

2.6 Paghulma sa injection
Ang paghulma sa injection dugay nang gigamit sa paghulma sa mga produktong plastik ug paghulma sa mga agup-op sa metal.Kini nga proseso naggamit sa ubos nga temperatura nga pag-ayo sa thermoplastic nga mga organiko o taas nga temperatura nga pag-ayo sa thermosetting nga mga organiko.Ang powder ug organic carrier gisagol sa usa ka espesyal nga kagamitan sa pagsagol, ug dayon gi-inject sa agup-op ubos sa taas nga presyur (napulo ngadto sa gatusan ka MPa).Tungod sa dako nga presyur sa paghulma, ang nakuha nga mga blangko adunay tukma nga mga sukod, taas nga hapsay ug compact nga istruktura;ang paggamit sa mga espesyal nga kagamitan sa paghulma labi nga nagpauswag sa kahusayan sa produksiyon.

Sa ulahing bahin sa 1970s ug sa sayong bahin sa 1980s, ang proseso sa paghulma sa indeyksiyon gigamit sa paghulma sa mga seramik nga bahin.Kini nga proseso nakaamgo sa plastik nga paghulma sa mga baog nga mga materyales pinaagi sa pagdugang sa usa ka dako nga kantidad sa organikong butang, nga mao ang usa ka komon nga seramiko plastic paghulma proseso.Sa teknolohiya sa paghulma sa pag-injection, dugang sa paggamit sa mga thermoplastic nga organiko (sama sa polyethylene, polystyrene), mga organikong thermosetting (sama sa epoxy resin, phenolic resin), o mga polymer nga matunaw sa tubig ingon ang panguna nga binder, kinahanglan nga idugang ang pipila nga mga kantidad sa proseso. mga tabang sama sa plasticizers, lubricants ug coupling agents aron mapalambo ang fluidity sa ceramic injection suspension ug masiguro ang kalidad sa injection molded body.

Ang proseso sa paghulma sa indeyksiyon adunay mga bentaha sa taas nga lebel sa automation ug tukma nga gidak-on sa blangko sa paghulma.Bisan pa, ang organikong sulud sa berde nga lawas sa mga bahin nga gihulma sa indeyksiyon nga seramik ingon kataas sa 50vol%.Nagkinahanglan kini og taas nga panahon, bisan pipila ka mga adlaw ngadto sa dosena nga mga adlaw, aron mapapas kini nga mga organikong substansiya sa sunod nga proseso sa sintering, ug kini dali nga hinungdan sa mga depekto sa kalidad.

2.7 Colloidal injection molding
Aron masulbad ang mga problema sa daghang mga organikong butang nga gidugang ug ang kalisud sa pagwagtang sa mga kalisud sa tradisyonal nga proseso sa paghulma sa indeyksiyon, ang Tsinghua University mamugnaong nagsugyot og usa ka bag-ong proseso alang sa colloidal injection molding sa mga seramiko, ug independente nga nagpalambo sa usa ka colloidal injection molding prototype aron maamgohan ang indeyksiyon sa baog nga ceramic slurry.pagporma.

Ang sukaranan nga ideya mao ang paghiusa sa colloidal molding sa injection molding, gamit ang proprietary injection equipment ug bag-ong curing technology nga gihatag sa colloidal in-situ solidification molding process.Kining bag-ong proseso naggamit ug ubos sa 4wt.% sa organikong butang.Ang usa ka gamay nga kantidad sa mga organikong monomer o mga organikong compound sa suspensyon nga nakabase sa tubig gigamit aron dali nga maaghat ang polymerization sa mga organikong monomer pagkahuman sa pag-injection sa agup-op aron maporma ang usa ka kalabera sa organikong network, nga parehas nga giputos ang seramik nga pulbos.Taliwala kanila, dili lamang ang panahon sa degumming gipamub-an pag-ayo, apan usab ang posibilidad sa pag-crack sa degumming gipakunhod pag-ayo.

Adunay usa ka dako nga kalainan tali sa paghulma sa pag-injection sa mga seramik ug paghulma sa colloidal.Ang nag-unang kalainan mao nga ang una nahisakop sa kategorya nga plastik nga paghulma, ug ang ulahi nahisakop sa slurry molding, nga mao, ang slurry wala’y plasticity ug usa ka baog nga materyal.Tungod kay ang slurry walay plasticity sa colloidal molding, ang tradisyonal nga ideya sa ceramic injection molding dili madawat.Kung ang colloidal molding gihiusa sa injection molding, ang colloidal injection molding sa mga ceramic nga materyales matuman pinaagi sa paggamit sa proprietary injection equipment ug bag-ong curing technology nga gihatag sa colloidal in-situ molding process.

Ang bag-ong proseso sa colloidal injection molding sa ceramics lahi sa general colloidal molding ug tradisyonal nga injection molding.Ang bentaha sa usa ka taas nga ang-ang sa paghulma automation mao ang usa ka qualitative sublimation sa colloidal paghulma proseso, nga mahimong paglaum alang sa industriyalisasyon sa high-tech nga mga seramiko.