Мікро- та нанозерниста кераміка високої щільності. Перехід від відкритих до закритих пор. Частина 2. Видалення в’яжучого із заготовки 1

Запропоновано пояснення процесів, які відбуваються при виробництві мікро- та наногранулярної кераміки високої щільності без використання зовнішнього тиску на основі даних, накопичених у публікаціях. Добре відомо, що ріст пор починається після початку переходу відкритих у закриті пори, який починається приблизно з 30% відкритої пористості. Необхідно підтримувати відкриті пори до максимально можливої загальної щільності спеченої кераміки. Цей режим може бути реалізований різними способами, включаючи стадію видалення сполучного. На цьому етапі можуть виникати дефекти у заготовці на макро-, мікро- та підрівнях. Існує безліч методів видалення сполучного. У цій статті описані основні методи, що дозволяють зменшити кількість дефектів.

Це попередній перегляд вмісту передплати, увійдіть, щоб перевірити доступ.

Параметри доступу

Придбайте одну статтю

Миттєвий доступ до повної статті PDF.

Розрахунок податку буде завершено під час оформлення замовлення.

Підпишіться на журнал

Негайний онлайн-доступ до всіх випусків з 2019 року. Підписка буде автоматично поновлюватися щороку.

Розрахунок податку буде завершено під час оформлення замовлення.

Список літератури

А. В. Беляков, Мікро- та наногранулярна кераміка високої щільності. Перехід відкритих у закриті пори. Частина 1. Приготування порошку, формувальна суміш, формування, ” Нові Огнеупори, No 11, 49-50 (2019).

Ф. Х. Беккер, "Процеси розв'язування - фізико-хімічні висновки та їх практична реалізація", Міжнародний керамічний форум, 83(5), E2 - E13 (2006).

Р. М. Німецька німецька, “Теорія термічного розмивання”, Міжнародний J. Порошковий метал., 23(4), 237 - 245 (1987).

М. Дж. Сіма та Дж. А. Льюїс, А. Д. Дево, "Розподіл в'яжучого в керамічному посуді під час термолізу" J. Am. Керам. Соц., 72(7), 1192 - 1199 (1989).

Дж. А. Льюїс, “Видалення сполучного з кераміки”, Анну. Преподобний Матер. Наук., 27, 147-173 (1997).

Р. В. Б. Олівейра, В. Солді та М. С. Фредель, “Лиття під тиском кераміки: вплив розмірів та температури зразка на кінетику розчинника” Дж. Матер. Процес. Технол., 160(2), 213-220 (2005).

С. Йоенс, “Системи Elnik: наступне покоління бере кермо провідного новатора в технології періодичних печей для MIM”, PIM-International, 7(2), 51 - 56 (2013).

"Catamold® - це єдина межа уяви!" PIM International, 7(2), 6, 7 (2013).

Р. М. Герман та А. Бозе, Лиття під тиском металів та кераміки, Федерація металургійної порошкової промисловості, Принстон, Нью-Джерсі, США (1997).

Ç. Karatas, A. Sözen, E. Arcaklioglu, et al., "Дослідження формуваності вихідних матеріалів, що використовуються для порошкового лиття під тиском", Матер. Des., 29, 1713 - 1724 (2008).

Г. Фу, С. Б. Тор, Н. Х. Лох та ін., "Виготовлення міцного інструменту для масового виробництва полімерних мікрорідких пристроїв" Дж. Мікромех. Мікроенг., 20(8), стаття No 085019 (2010).

Z. Y. Liu, N. H. Loh, S. B. Tor, et al., "В'яжуча система для лиття під тиском мікропорошків", Матер. Lett., 48, 31 - 38 (2001).

П. Томас, Б. Левенфельд, А. Варез та ін., “Виробництво мікрочастин глинозему методом лиття під порошком” Міжнародний J. Appl. Керам. Технол., 8(3) 617 - 626 (2009).

К. С. Хванг, Дж. Дж. Шу та Х. Дж. Лі, “Поведінка розв’язування розчинників компонентів, формуваних порошковим литтям, виготовлених з порошків з різними розмірами частинок” Метал. Матер. Транс. A, 36(1), 161 - 167 (2005).

Дж. Е. Зорзі, К. А. Пероттоні та Дж. А. Х. да Йорнада, "Метод вимірювання розподілу порошку в зелених керамічних тілах" Матер. Наук. Lett., 22(2), 107 - 109 (2003).

Z. Y. Liu, N. H. Loh, S. B. Tor, et al., “Лиття під тиском мікропорошку”, Дж. Матер. Процес. Технол., 127, 165-168 (2002).

B. Y. Tay, L. Liu, N. H. Loh, et al., "Шорсткість поверхні мікроструктурованого компонента, виготовленого компанією _MIM", Матер. Наук. Інж. A,396, 311 - 319 (2005).

Б. Ю. Тей, Л. Лю, Н. Х. Лох та ін., “Лиття під тиском тривимірних мікроструктур за допомогою _PIM”, Microsystem Technol., 11, 210 - 213 (2005).

Л. Лю, Н. Х. Ло, Б. Ю. Тей та ін., “Лиття під тиском мікропорошку: кінетика спікання мікроструктурованих компонентів” Скрипта Матер., 55, 1103 - 1106 (2006).

B. Y. Tay, L. Liu, N. H. Loh, et al., "Характеристика металевих мікропровідних масивів, виготовлених _MIM", Матер. Характ., 57, 80 - 85 (2006).

L. Liu, N. H. Loh, B. Y. Ta, et al., "Вплив термічного обмазування на шорсткість поверхні при литтєвому формуванні мікро порошку" Матер. Lett., 61, 809 - 812 (2007).

А. С. Гонсалвес, “Лиття під тиском металевого порошку за допомогою низького тиску”, Дж. Матер. Процес. Технол., 118(1/3), 193 - 198 (2001).

Б. Хауснерова, І. Курітка та Д. Блейян, “Заміна поліолефінової основи в сполучних для низькотемпературних порошкових ливарних сировинних матеріалів”, Молекули, 19(3), 2748 - 2760 (2014).

Б. Хауснерова, П. Влтавська, Т. Седлачек та ін., “Властивості потоку формувальних сполук для порошкового лиття” Порошковий Технол., 194(3), 192 - 196 (2009).

В. П. Онбаттувеллі, Р. К. Еннеті, С. Парк та ін., “Вплив додавання наночастинок на видалення в’яжучого з ін’єкційно-формованого нітриду алюмінію” Міжнародний Заломлення. Метали Тверді Матер., 36, 77-84 (2013).

А. Іслам, Н. Джаннекас, Д. М. Мархофер та ін., “Експериментальне дослідження усадки та реплікації поверхні литих формованих керамічних деталей”, Матеріали 4-ї Міжнародної конференції з нановиробництва (nanoMan2014) 8 - 10 липня 2014 р., Німеччина. Режим доступу: https://core.ac.uk/download/pdf/20609159.pdf.

Р. М. Німець, “Раціоналізація процесу лиття порошку під тиском нержавіючих сталей на основі особливостей компонентів”, Міжнар. Конф. та вистав. з порошкової металургії та твердих часток (31 травня - 4 червня 1999),

К. С. Хванг, Х. К. Лін та С. С. Лі, “Термічні, розчинникові та вакуумні механізми розпилювання ПІМ-компактів”, Матер. Виробництво Процес., 12(4), 593 - 6 (1997).

К. С. Хванг та Ю. М. Сієх, “Порівняльне вивчення еволюції структури пор під час розчинника та термічного розв’язування деталей, що формуються під тиском,” Метал. Матер. Транс. A, 27(2), 245 - 253 (1996).

К. Окубо, С. Танака та Х. Іто, “Вплив розміру і розподілу частинок металу на точність розмірів мікрочастин при литтєвому литті з мікрометалу”, Proc. щорічної технічної конф. (ANTEC 2009), 22 - 24 червня 2009 р.

К. Нісіябу, І. Ендрюс та С. Танака, “Виготовлення та вимірювання у виробництві мікро-MIM”, Зустріли. Порошок Rep., 64(9), 22-25 (2009).

Дж. Е. Зорзі, Ч. А. Пероттоні та Дж. А. Х. да Йорнада, "Новий частково ізостатичний метод для швидкого зняття шліфувальних керамічних деталей під тиском під низьким тиском" Матер. Lett., 57(24/25), 3784 - 3788) 2003).

М. Антонія дос Сантос, М. П. Нейвок, А. М. Маліска та ін., “Розмивання плазми та попереднє спікання ін’єкційних деталей” Матер. Рез., 7(3), 505 - 511) 2004).

М. І. Х. Чуа, А. Б. Сулонг, М. Ф. Абдулла та ін., "Оптимізація параметрів лиття під тиском та розчинення розчинників порошку нержавіючої сталі (SS316L) на основі сировини для лиття під тиском металів" Сайнс Малайзіяна, 42(12), 1743 - 1750 (2013).

Дж. М. Торральба, Дж. Ідальго та А. Хіменес-Моралес, “Порошкове лиття під тиском: обробка дрібних деталей складної форми”, Праці ICIT & MPT. 8-ма Міжнародна конференція з промислових інструментів та технологій обробки матеріалів, Любляна, Словенія, 2 - 5 жовтня 2011 р.

С. Ан, С. Дж. Парк, С. Лі та ін., “Вплив порошків та в’яжучих речовин на властивості матеріалу та параметри формування у процесі лиття під порошком заліза та нержавіючої сталі,” Порошковий Технол., 193(2), 162-169 (2009).

S. Md Ani, A. Muchtar, N. Muhamad та ін., “Видалення сполучного за допомогою двоступеневого процесу обрізки деталей для лиття під тиском кераміки” Керам. Міжнародний., 40(2), 2819 - 2824 (2014).

П. Томас-В'єльма, А. Червера, Б. Левенфельд та ін., "Виробництво деталей глинозему методом порошкового лиття під тиском із сполучною системою на основі поліетилену високої щільності" J. Eur. Керам. Соц., 28(4), 763-771 (2008).

Дж. Tseng і C. K. Hsu, "Дефекти тріщинування та еволюція пористості під час термічного обмазування в керамічних ливарних формах", Керам. Міжнародний., 25, No 5, 461 - 46 (1999).

Дж. Гонсалес-Гутьєррес, Г. Б. Стрінгарі та ін., “Частина 3. Порошкове лиття під тиском металевих та керамічних деталей”. В: Деякі критичні питання для лиття під тиском; вид. доктором Цзянь Ваном. паб. від InTech, Хорватія (2012).

М. С. Ян, В. Х. Сюн та С. Фан, “Дослідження процесу розв’язування розчинника порошковою формованою металокерамікою на основі Ti (C, N)” Ключовий інж. Матер., 353/358, 1410 - 1413 (2007). Режим доступу: http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download-doi=10.1.1.836.531&rep=rep1&type=pdf.

Д.-С. Цай і В.-В. Чен, “Кінетика розчинення розчинників зелених тіл глинозему методом лиття під порошком” Керам. Міжнародний., 21(4), 257-264 (1995).

W.W. Ян, К. Ю. Ян, М. С. Ванг та ін., “Механізм розпилення розчинників для лиття під тиском, виготовлених з допомогою оксиду алюмінію, з розчинними у воді сполучними речовинами” Керам. Міжнародний., 29(7), 745 - 756 (2003).

Д. Аузен і С. Робержо, "Дослідження водорозчинних в'яжучих систем для порошкового лиття під тиском", PIM International, 5(1), 54 - 57 (2011).

Надкритична рідинна нанотехнологія. Досягнення та застосування в композитах та гібридних наноматеріалах; вид. К. Домінго та П. Субра-Патерна, CRC Press, Taylor & Francis Group. Електронні книги (2016).

Надкритична рідинна технологія в матеріалознавстві та інженерних синтезах, властивостях та застосуваннях; вид. від Y.-P. Sun, Marcel Dekker Inc., Нью-Йорк (2002).

А. Байкер, “Надкритичні рідини в гетерогенному каталізі”, Хім. Преподобний., 99(2), 453 - 473 (1999).

Р. Рупрехт, Т. Гітцельт, К. Мюллер та ін., “Лиття під тиском мікроструктурованих компонентів із пластмас, металів та кераміки” Microsystem Technol., 8(4/5), 351 - 358 (2002).

У. М. Аттіа та Дж. Р. Алкок, "Огляд лиття під тиском мікропорошку як техніка мікровиробництва", Дж. Мікромех. Мікроенг., 21(4), 1 - 41 (2011).

Р. Б. Гупта та Дж. Дж. Шим, Розчинність у надкритичному діоксиді вуглецю, CRC Press Boca Raton (2007).

Т. Шартьє, Е. Деломм та Ж.-Ф. Баумар, "Механізми видалення в'яжучого, що беруть участь у надкритичному розклеюванні лиття під тиском кераміки", J. Phys. III, 7(2), 291-302 (1997).

С. В. Кім, “Розв’язуюча поведінка литих під тиском керамічних тіл з нанорозмірними пористими каналами під час екстракції з використанням надкритичного діоксиду вуглецю та розчинника н-гептану” Дж. Суперкрит. Рідини, 51(3), 339 - 344 (2010).

Y.-H. Кім, Ю.-В. Лі, Дж. Парк, “Надкритичне очищення вуглекислого газу в процесі лиття під тиском металів (MIM)”, Корейський J. Chem. Інж., 19(6), 986—991 (2002) .—

М. Бломахер та Д. Вейнанд, “CATAMOLDTM - новий напрямок для лиття під порошком” Дж. Матер. Процес. Технол., 63, 918 - 922 (1997).

Ф. Соммер, Х. Уолчер, Ф. Керн та ін., "Вплив підготовки вихідної сировини на лиття під тиском кераміки та мікроструктурні особливості зміцненого оксиду цирконію глинозему" J. Eur. Керам. Соц., 34(3), 745 - 751 (2014).

А. Мансхац, А. Мюллер-Кон та Т. Моріц, "Вплив морфології порошку на властивості керамічних штампувальних сировинних матеріалів", J. Eur. Керам. Соц., 31(14), 2551 - 2558 (2011).

Д. Крюгер, М. Бломахер та Д. Вейнанд, “Швидке каталітичне розпилювання вихідної сировини MIM: нова технологія переростає у виробничий процес” Досягнення порошкової металургії та твердих часток, 5(2), 165-180 (1993).

Ф. Клеменс, "Термопластична екструзія для керамічних тіл", у: Екструзія в кераміці (інженерні матеріали та процеси), Хендл, Ф. (ред.), Спрингер-Верлаг, Берлін, Німеччина (2009).

К. Ватарі, Т. Нагаока, К. Сато та ін., “Стратегія зменшення споживання енергії у керамічному виробництві - нові в’яжучі речовини та супутні технології обробки”, Синтезіологія, 2(2), 132-141 (2009).

К. Сато, Ю. Хотта, Т. Нагаока та ін., “Взаємне зв’язування частинок у керамічному зеленому тілі за допомогою фотореактивних органічних сполучних речовин” J. Ceram. Соц. Японія, 113, 687-691 (2005).

К. Сато, М. Каваї, Ю. Хотта та ін., "Виробництво керамічних зелених тіл з використанням мікрохвильового реактивного органічного сполучного" J. Am. Керам. Соц., 90(4), 1319 - 1322 (2007).

К. Дюран, К. Сато, Ю. Хотта та ін., “Ковалентно з’єднані частинки в зелених тілах, виготовлені за допомогою плівкового лиття”, J. Am. Керам. Соц., 90(1), 279 - 282 (2007).

Т. Нагаока, К. Сато, Ю. Готт та ін., “Екструзія глиноземної кераміки гідравлічним глиноземом без органічних добавок”, J. Ceram. Соц. Японія, 115(1339), 191 - 194 (2007).

П. П. Будніков та Ю. Є. Півінський, “Кварцова кераміка”, Рус. Хім. Преподобний., 36(3), 210 - 227 (1967).

Ю. Є. Півінський та Ф. Т. Горобець, “Деякі особливості лиття із слипової кварцової скляної кераміки”, Скло та кераміка, 25(5), 285 - 288 (1968).

Ю. Є. Півінський, “Нанодисперсний кремнезем та деякі аспекти нанотехнологій у галузі силікатних матеріалів. Частина 4 " Заломлення. Інд. Керам., 49(1), 67-74 (2008).

С. Масія, П. Д. Калверт, В. Е. Рейн та ін., "Вплив оксидів на вигорання в'яжучого при обробці кераміки", Дж. Матер. Наук., 24(6), 1907 - 1912 (1989).

Робота проводилась за фінансової підтримки Міністерства науки Російської Федерації в рамках договору про надання субсидії від 27.09.2017 No 14.574.21.0158.

Інформація про автора

Приналежності

ФГБОУ В. О. Д. І. Менделєєв Російський хіміко-технологічний університет, Москва, Росія

Ви також можете шукати цього автора в PubMed Google Scholar