הכנת תמיסה עם צמיגות נמוכה ותכולת מוצקים גבוהה
הכנת תמיסה יציבה עם צמיגות נמוכה ותכולת מוצקים גבוהה היא המפתח להכנת חלקי קרמיקה בעלי ביצועים גבוהים. תכולת המוצק של התרחיץ קובעת את צפיפות התפזורת של התרחיץ הירוק, וצמיגות התרחיץ קובעת אם היא נוצרת, ולכן חשוב מאוד ללמוד את ההכנה והביצועים של התמיסה.
תכולת חומר הפיזור היא אחת הטכנולוגיות המרכזיות להכנת תמיסה קרמית בעלת תכולת מוצקים גבוהה. התוספת של חומר מפזר היא להשיג תרחיץ שלב מוצק גבוה באמצעות אפקט הייצוב של דחייה אלקטרוסטטית ומכשול סטרי. לחומר הפיזור זיקה חזקה לחלקיקים קרמיים ותאימות גבוהה לתמיסה. זה יכול להימתח במלואו כדי ליצור שכבה יציבה של מכשול סטרי, ויכול ליינן יונים כדי לייצר דחייה אלקטרוסטטית.
תרשים סכמטי של מנגנון ייצוב מכשול סטרי
הצמיגות של תרחיף קרמי מושפעת מהתוכן של חומר מפזר ומוצק. מעט מדי או יותר מדי חומר פיזור יגרום להידרדרות היציבות של המתלה. רק כאשר נבחרה הכמות המתאימה כדי להפוך את פני החלקיקים למצב ספיחה רוויה, הפיזור הוא הטוב ביותר וניתן ליצור את יציבות ההשעיה. עם העלייה בתכולת המוצק, גם הצמיגות של ההשעיה הקרמית תגדל. קביעת תכולת המוצק האופטימלית היא המפתח להכנה מוצלחת של תמיסה עם צמיגות נמוכה.
1. השפעת תכולת מוצק על צמיגות התרחיץ
לערך ה-pH יש גם השפעה רבה על יציבות התרחיץ. ערכי pH שונים ותנאי טעינה שונים על פני האבקה ישנו את פוטנציאל הזטה שלה. השינוי בפוטנציאל Zeta משפיע ישירות על הדחייה האלקטרוסטטית בין חלקיקים, ובכך משפיע על יציבות התרחיץ.
לגודל החלקיקים יש השפעה גם על צמיגות התרחיץ. כאשר גודל החלקיקים יורד, שטח הפנים הספציפי המתאים גדל, והכמות הכוללת של המים הנספגים תגדל. לכן, המים החופשיים בתמיסה יפחתו, וצמיגות הסילוף תגדל. בנוסף, ככל שהאבקה עדינה יותר, כך קל יותר להצטבר, והחלקיקים המצטברים עוטפים מים, וכתוצאה מכך חלק מאובדן המים, שהוא גם גורם חשוב להגברת צמיגות התלושים.
2. ייבוש בטוח של גוף קרמי
בתהליך הייבוש המים מתאדים במהירות וקצב ההתכווצות גבוה, כך שהגוף קל לפיצוח. בנוסף, תהליך ייבוש הגוף בג'לטין הוא תהליך מורכב ואיטי, במיוחד גודלו הגדול של הגוף, נוטה יותר להתכווצות ייבוש לא אחידה הנגרמת כתוצאה מריכוז של לחץ מבני ולחץ שיורי, וכתוצאה מכך לעיוות של הגוף, עיוות ובעיות אחרות.
תנאי ייבוש של בילט זירקוניה המוזרק בתמיסת PEG10000 (א) ובאוויר (ב)
ייבוש בטוח של הגוף חשוב מאוד כדי לפתור את הבעיות של דיוק ממדי והיווצרות והתפשטות סדקים. על פי הדרכים השונות לקבלת אנרגיית חום מאיידוי המים בגוף הבילט, ניתן לחלק את שיטות הייבוש לייבוש אוויר חם, ייבוש בחימום חשמלי, ייבוש בקרינה, ייבוש בהקפאה ועוד, וייבוש נוזל חדש.
ייבוש אוויר חם: הציוד פשוט, קל לתפעול, אך היעילות התרמית נמוכה, מחזור הייבוש ארוך, תהליך הייבוש אינו קל לשליטה, וקל לפיצוח, עיוות וכן הלאה, במיוחד ב במקרה של חלקים ירוקים גדולים.
ייבוש בחימום חשמלי: מהירות הייבוש מהירה, מכיוון שתכולת המים הגבוהה בזרם הבילט היא גדולה, מתייבשת מהר, בעוד שתכולת המים הנמוכה של המקום מתייבשת לאט, תהליך הייבוש הכללי הוא אחיד מאוד.
ייבוש קרינה: אינו זקוק לכל מדיום ייבוש, כדי להבטיח את הגוף הנקי; ציוד פשוט, קל לתפעול, קל לאוטומטי; מהירות הייבוש מהירה והייבוש אחיד יותר.
ייבוש נוזלי: ניתן לזרז לחות באופן שווה כדי למנוע ייבוש וסדקים לא אחידים; הגוף שקוע לחלוטין בנוזל, ללא כוח נימי, מפחית עיוות וסדקים.
3. העיבוד המכני של הגוף
רוב הקרמיקה יש קשיות גבוהה, מאפייני ביצועים חוזק גבוה, וכתוצאה מכך זה לא קל לעיוות; בנוסף, שבירות הקרמיקה מקשה על העיבוד. גימור קרמי מסתיים על ידי מיקרו-דפורמציה או הסרת חומר בנקודת העיבוד, יש מגוון שיטות עיבוד, אך שיטת העיבוד העיקרית היא עיבוד מכני.
סוג ההזרקה יכול לייצר צורה מורכבת, צפיפות גבוהה, אחידות טובה, חוזק גבוה יחסית וגמישות מסוימת של הגוף, העונה על הדרישות של עיבוד מכני ירוק, מתאים לייצור תעשייתי, ויכול לשלוט במדויק על הגודל והצורה של הגוף. הירוק, להפחית את כמות העיבוד של הירוק, קושי בעיבוד ובזבוז של חומרי גלם. לפיכך, כמות העיבוד של מוצרים מסונטרים והפגמים והתפשטות הסדקים הנגרמים מתהליך העיבוד מופחתים, בטיחות העיבוד משתפרת ואמינות הקרמיקה משתפרת.
הזרקה נחקרה רבות בתחום של חומרים נקבוביים, חומרים מרוכבים וחומרים פונקציונליים. כתהליך דפוס חדש בגודל נטו, יש לו יתרונות רבים שדפוס דיוס מסורתי אינו יכול להשתוות אליהם. בעתיד, מחקר על הכנת תרחיץ מרחף עם צמיגות נמוכה ונפח שלב מוצק גבוה, שיפור מערכת הג'ל הקיימת, חיפוש אחר מערכת ג'ל חדשה יעילה ולא רעילה, פתיחת שדות יישומים חדשים, האצת ייצור תעשייתי ופיתוח של ציוד בקרה אוטומטי ימשיך להיות המוקד של מחקר עיבוי ההזרקה.