Nëntë procese precize të formimit të qeramikës zirkonike

Nëntë procese precize të formimit të qeramikës zirkonike
Procesi i formimit luan një rol lidhës në të gjithë procesin e përgatitjes së materialeve qeramike dhe është çelësi për të siguruar besueshmërinë e performancës dhe përsëritshmërinë e prodhimit të materialeve dhe përbërësve qeramikë.
Me zhvillimin e shoqërisë, metoda tradicionale e zierjes me dorë, metoda e formimit të rrotave, metoda e fugave etj. e qeramikës tradicionale nuk mund të plotësojnë më nevojat e shoqërisë moderne për prodhim dhe përsosje, kështu që lindi një proces i ri i derdhjes.Materialet e imta qeramike ZrO2 përdoren gjerësisht në 9 llojet e mëposhtme të proceseve të formimit (2 lloje të metodave të thata dhe 7 lloje të metodave të lagështa):

1. Derdhje e thatë

1.1 Shtypja e thatë

Shtypja e thatë përdor presion për të shtypur pluhurin e qeramikës në një formë të caktuar të trupit.Thelbi i tij është se nën veprimin e forcës së jashtme, grimcat e pluhurit afrohen me njëra-tjetrën në myk dhe kombinohen fort nga fërkimi i brendshëm për të ruajtur një formë të caktuar.Defekti kryesor në trupat e gjelbër me presion të thatë është spërkatja, e cila është për shkak të fërkimit të brendshëm midis pluhurave dhe fërkimit midis pluhurave dhe murit të mykut, duke rezultuar në humbjen e presionit brenda trupit.

Përparësitë e presimit të thatë janë se madhësia e trupit të gjelbër është e saktë, funksionimi është i thjeshtë dhe është i përshtatshëm për të realizuar funksionimin e mekanizuar;përmbajtja e lagështisë dhe lidhësit në presimin e thatë të gjelbër është më e vogël, dhe tkurrja e tharjes dhe pjekjes është e vogël.Përdoret kryesisht për të formuar produkte me forma të thjeshta, dhe raporti i pamjes është i vogël.Rritja e kostos së prodhimit të shkaktuar nga konsumimi i mykut është disavantazhi i presimit të thatë.

1.2 Presioni izostatik

Presioni izostatik është një metodë e veçantë formimi e zhvilluar në bazë të presimit tradicional të thatë.Ai përdor presionin e transmetimit të lëngut për të ushtruar presion në mënyrë të barabartë në pluhur brenda kallëpit elastik nga të gjitha drejtimet.Për shkak të qëndrueshmërisë së presionit të brendshëm të lëngut, pluhuri mban të njëjtin presion në të gjitha drejtimet, kështu që ndryshimi në densitetin e trupit të gjelbër mund të shmanget.

Presioni izostatik ndahet në presim izostatik me qese të lagësht dhe në presim izostatik me qese të thatë.Presioni izostatik i qeseve me lagështi mund të formojë produkte me forma komplekse, por mund të funksionojë vetëm me ndërprerje.Presioni izostatik i qeseve të thata mund të realizojë funksionimin automatik të vazhdueshëm, por mund të formojë vetëm produkte me forma të thjeshta si seksione tërthore katrore, të rrumbullakëta dhe tuba.Presioni izostatik mund të marrë një trup të gjelbër uniform dhe të dendur, me tkurrje të vogël pjekjeje dhe tkurrje uniforme në të gjitha drejtimet, por pajisja është komplekse dhe e shtrenjtë, dhe efikasiteti i prodhimit nuk është i lartë dhe është i përshtatshëm vetëm për prodhimin e materialeve me speciale. Kërkesat.

2. Formimi i lagësht

2.1 Fuga
Procesi i formimit të fugave është i ngjashëm me hedhjen e shiritit, ndryshimi është se procesi i derdhjes përfshin procesin e dehidrimit fizik dhe procesin e koagulimit kimik.Dehidratimi fizik largon ujin në llum nëpërmjet veprimit kapilar të mykut poroz të gipsit.Ca2+ i krijuar nga shpërbërja e sipërfaqes CaSO4 rrit forcën jonike të llumit, duke rezultuar në flokulimin e slurit.
Nën veprimin e dehidrimit fizik dhe koagulimit kimik, grimcat e pluhurit qeramik depozitohen në murin e mykut të gipsit.Fuga është e përshtatshme për përgatitjen e pjesëve qeramike në shkallë të gjerë me forma komplekse, por cilësia e trupit të gjelbër, duke përfshirë formën, densitetin, forcën, etj., është e dobët, intensiteti i punës së punëtorëve është i lartë dhe nuk është i përshtatshëm. për operacione të automatizuara.

2.2 Derdhje e nxehtë
Hedhja e nxehtë është përzierja e pluhurit të qeramikës me lidhësin (parafinë) në një temperaturë relativisht të lartë (60 ~ 100 ℃) për të marrë llum për derdhje të nxehtë.Lluri injektohet në kallëp metalik nën veprimin e ajrit të kompresuar dhe presioni mbahet.Ftohja, shkulja për të marrë një bosh dylli, boshllëku i dyllit depilohet nën mbrojtjen e një pluhuri inert për të marrë një trup të gjelbër dhe trupi i gjelbër shkrihet në temperaturë të lartë për t'u bërë porcelan.

Trupi i gjelbër i formuar nga derdhja e nxehtë ka dimensione precize, strukturë të brendshme uniforme, më pak konsumim të mykut dhe efikasitet të lartë prodhimi dhe është i përshtatshëm për lëndë të para të ndryshme.Temperatura e pluhurit të dyllit dhe mykut duhet të kontrollohet rreptësisht, përndryshe do të shkaktojë nën injeksion ose deformim, kështu që nuk është i përshtatshëm për prodhimin e pjesëve të mëdha, dhe procesi i pjekjes me dy hapa është i ndërlikuar dhe konsumi i energjisë është i lartë.

2.3 Derdhja e shiritit
Derdhja e shiritit është përzierja e plotë e pluhurit qeramik me një sasi të madhe lidhësish organike, plastifikues, shpërndarës, etj. për të përftuar një llum viskoz të rrjedhshëm, shtimi i llumit në pleshtin e makinës së derdhjes dhe përdorimi i një kruese për të kontrolluar trashësinë.Ai derdhet në rripin transportues përmes grykës së ushqimit, dhe boshllëku i filmit merret pas tharjes.

Ky proces është i përshtatshëm për përgatitjen e materialeve filmike.Për të përftuar fleksibilitet më të mirë, shtohet një sasi e madhe e lëndës organike dhe kërkohet që parametrat e procesit të kontrollohen rreptësisht, përndryshe do të shkaktojë lehtësisht defekte të tilla si qërimi, vija, forca e ulët e filmit ose qërimi i vështirë.Lënda organike e përdorur është toksike dhe do të shkaktojë ndotje mjedisore, dhe një sistem jo toksik ose më pak toksik duhet të përdoret sa më shumë që të jetë e mundur për të reduktuar ndotjen e mjedisit.

2.4 Formimi me injeksion xhel
Teknologjia e derdhjes me injeksion xhel është një proces i ri i prototipit të shpejtë koloidal i shpikur për herë të parë nga studiuesit në Laboratorin Kombëtar Oak Ridge në fillim të viteve 1990.Në thelbin e tij është përdorimi i solucioneve organike të monomereve që polimerizohen në xhel polimer-tretës me rezistencë të lartë, të lidhur anash.

Një pluhur pluhur qeramik i tretur në një tretësirë ​​të monomereve organike hidhet në një kallëp dhe përzierja e monomerit polimerizohet për të formuar një pjesë të xhelit.Meqenëse tretësi polimer i lidhur anash përmban vetëm 10%–20% (fraksion masiv) polimer, është e lehtë të hiqet tretësi nga pjesa e xhelit me një hap tharjeje.Në të njëjtën kohë, për shkak të lidhjes anësore të polimereve, polimerët nuk mund të migrojnë me tretësin gjatë procesit të tharjes.

Kjo metodë mund të përdoret për të prodhuar pjesë qeramike njëfazore dhe të përbëra, të cilat mund të formojnë pjesë qeramike në formë komplekse, me madhësi pothuajse rrjetë, dhe forca e saj jeshile është deri në 20-30Mpa ose më shumë, të cilat mund të ripërpunohen.Problemi kryesor i kësaj metode është se shkalla e tkurrjes së trupit të embrionit është relativisht e lartë gjatë procesit të densifikimit, gjë që çon lehtësisht në deformimin e trupit të embrionit;disa monomere organike kanë frenim të oksigjenit, gjë që bën që sipërfaqja të zhvishet dhe të bjerë;për shkak të procesit të polimerizimit të monomerit organik të shkaktuar nga temperatura, duke shkaktuar Rruajtja e temperaturës çon në ekzistencën e stresit të brendshëm, i cili shkakton thyerjen e boshllëqeve etj.

2.5 Formimi i drejtpërdrejtë me injeksion të ngurtësimit
Formimi me injektim të ngurtësimit të drejtpërdrejtë është një teknologji formimi e zhvilluar nga ETH Zurich: uji tretës, pluhuri qeramik dhe aditivët organikë përzihen plotësisht për të formuar llum të qëndrueshëm elektrostatik, me viskozitet të ulët, me përmbajtje të lartë të ngurtë, i cili mund të ndryshohet duke shtuar pH të slurit ose kimikate. që rrisin përqendrimin e elektrolitit, atëherë slurri injektohet në një kallëp jo poroz.

Kontrolloni ecurinë e reaksioneve kimike gjatë procesit.Reagimi para derdhjes me injeksion kryhet ngadalë, viskoziteti i slurit mbahet i ulët dhe reaksioni përshpejtohet pas derdhjes me injeksion, slurri ngurtësohet dhe pluhuri i lëngut shndërrohet në një trup të ngurtë.Trupi i gjelbër i marrë ka veti të mira mekanike dhe forca mund të arrijë 5 kPa.Trupi i gjelbër çformohet, thahet dhe sinterohet për të formuar një pjesë qeramike të formës së dëshiruar.

Përparësitë e tij janë se nuk ka nevojë ose ka nevojë vetëm për një sasi të vogël të aditivëve organikë (më pak se 1%), trupi i gjelbër nuk ka nevojë të degreasohet, dendësia e trupit të gjelbër është uniforme, dendësia relative është e lartë (55%~ 70%), dhe mund të formojë pjesë qeramike me përmasa të mëdha dhe në formë komplekse.Disavantazhi i tij është se aditivët janë të shtrenjtë, dhe gazi përgjithësisht lirohet gjatë reagimit.

2.6 Formimi me injeksion
Formimi me injeksion është përdorur prej kohësh në formimin e produkteve plastike dhe në formimin e kallëpeve metalike.Ky proces përdor tharjen në temperaturë të ulët të lëndëve organike termoplastike ose shërimin në temperaturë të lartë të organeve termofikse.Pluhuri dhe transportuesi organik përzihen në një pajisje të posaçme përzierjeje dhe më pas injektohen në kallëp nën presion të lartë (dhjetëra deri në qindra MPa).Për shkak të presionit të madh të formimit, boshllëqet e fituara kanë dimensione të sakta, butësi të lartë dhe strukturë kompakte;përdorimi i pajisjeve speciale të formimit përmirëson shumë efikasitetin e prodhimit.

Në fund të viteve 1970 dhe në fillim të viteve 1980, procesi i derdhjes me injeksion u aplikua në formimin e pjesëve qeramike.Ky proces realizon formimin plastik të materialeve shterpë duke shtuar një sasi të madhe të lëndës organike, e cila është një proces i zakonshëm i formimit të plastikës qeramike.Në teknologjinë e derdhjes me injeksion, përveç përdorimit të organikëve termoplastikë (si polietileni, polistireni), organike termofikse (si rrëshira epoksi, rrëshira fenolike) ose polimere të tretshëm në ujë si lidhës kryesor, është e nevojshme të shtohen sasi të caktuara të procesit. ndihmesa të tilla si plastifikues, lubrifikantë dhe agjentë bashkues për të përmirësuar rrjedhshmërinë e suspensionit me injeksion qeramike dhe për të siguruar cilësinë e trupit të derdhur me injeksion.

Procesi i derdhjes me injeksion ka avantazhet e shkallës së lartë të automatizimit dhe madhësisë së saktë të boshllëkut të derdhur.Megjithatë, përmbajtja organike në trupin e gjelbër të pjesëve qeramike të derdhura me injeksion është deri në 50 vol%.Duhet një kohë e gjatë, madje nga disa ditë deri në dhjetëra ditë, për të eliminuar këto substanca organike në procesin e mëpasshëm të sinterimit dhe është e lehtë të shkaktohen defekte cilësore.

2.7 Formimi me injeksion koloidal
Për të zgjidhur problemet e sasisë së madhe të lëndës organike të shtuar dhe vështirësisë së eliminimit të vështirësive në procesin tradicional të formimit me injeksion, Universiteti Tsinghua propozoi në mënyrë krijuese një proces të ri për derdhjen me injeksion koloidal të qeramikës dhe zhvilloi në mënyrë të pavarur një prototip të derdhjes me injeksion koloidal. për të realizuar injektimin e llumit shterpë qeramike.duke formuar.

Ideja bazë është të kombinohet formimi koloidal me derdhjen me injeksion, duke përdorur pajisje të pronarit të injektimit dhe teknologji të re të kurimit të ofruar nga procesi i formimit të ngurtësimit koloidal në vend.Ky proces i ri përdor më pak se 4% peshë të lëndës organike.Një sasi e vogël e monomereve organike ose komponimeve organike në suspensionin me bazë uji përdoret për të nxitur shpejt polimerizimin e monomerëve organikë pas injektimit në kallëp për të formuar një skelet rrjeti organik, i cili mbështjell në mënyrë të barabartë pluhurin qeramik.Midis tyre, jo vetëm që shkurtohet shumë koha e degummimit, por edhe mundësia e plasaritjes së degummimit zvogëlohet shumë.

Ekziston një ndryshim i madh midis formimit me injeksion të qeramikës dhe formimit koloidal.Dallimi kryesor është se e para i përket kategorisë së derdhjes së plastikës, dhe e dyta i përket formimit të llumit, domethënë, llumi nuk ka plasticitet dhe është një material shterpë.Për shkak se slurri nuk ka plasticitet në formimin koloidal, ideja tradicionale e derdhjes me injeksion qeramike nuk mund të miratohet.Nëse formimi koloidal kombinohet me derdhjen me injeksion, formimi me injeksion koloidal i materialeve qeramike realizohet duke përdorur pajisje injektuese të pronarit dhe teknologji të re të kurimit të ofruar nga procesi i formimit koloidal në vend.

Procesi i ri i formimit me injeksion koloidal të qeramikës është i ndryshëm nga formimi i përgjithshëm koloidal dhe formimi tradicional me injeksion.Avantazhi i një shkalle të lartë të automatizimit të formimit është një sublimim cilësor i procesit të formimit koloidal, i cili do të bëhet shpresa për industrializimin e qeramikës së teknologjisë së lartë.