عملية صب واتجاه تطوير التكنولوجيا للسيراميك الخاص

في السنوات الأخيرة، أصبح تطبيق المواد الخزفية الخاصة في مجال التكنولوجيا الفائقة في الصين لا نهاية له، بسبب مقاومتها لدرجات الحرارة العالية، ومقاومة التآكل، ومقاومة التآكل، والصلابة العالية، والدقة العالية وغيرها من المزايا التي لا تتمتع بها المعادن والبلاستيك. ، وفي مجالات الإلكترونيات، والموصلية الفائقة، والبصريات، وعلم الأحياء، والمغناطيسية، وتخزين الطاقة وما إلى ذلك، أصبحت "مادة الذهب الأسود" في المراحل الأولية للعديد من السلاسل الصناعية ذات التقنية العالية.

وفي الوقت نفسه، فإن مجال التقنية العالية لديه متطلبات عالية فيما يتعلق بالشكل ودقة الأبعاد للسيراميك الخاص. من أجل الحصول على سيراميك خاص عالي الأداء، ولتحقيق صب دقيق للأجزاء المعقدة الشكل، ولتقليل تكاليف إعداد ومعالجة المواد، أصبح إعداد السيراميك الخاص موضوعًا مهمًا في تطوره.

طرق تشكيل وخصائص السيراميك الخاص

صب السيراميك هو المواد الخام الخزفية وفقًا لمتطلبات الإنتاج الفعلية في شكل وحجم محدد وقوة معينة للأخضر، وتعتمد عملية التشكيل على أداء المواد الخام الخزفية وعملية التشكيل. هناك مجموعة متنوعة من الطرق لإنشاء شكل منتجات السيراميك، ولكن بشكل عام يمكن تقسيمها إلى قولبة جافة وقولبة رطبة. يشمل التشكيل الجاف الضغط الجاف، والضغط المتوازن، والتشكيل بالضغط العالي للغاية، وتشكيل المسحوق الكهرومغناطيسي وما إلى ذلك. يشمل القالب الرطب قولبة البثق، وقولبة الحقن، وقولبة الفيلم المتداول (قولبة الصقل)، وقولبة الحشو، وقولبة الحقن، وقولبة الصب، وقولبة التصلب المباشر، وقولبة حقن الاهتزاز الغرواني، وما إلى ذلك.

(1) الضغط الجاف

صب الضغط الجاف هو إضافة كمية معينة من المضافات العضوية (الموثق، مواد التشحيم، الملدنات، مزيل الرغوة، مخفض الماء، إلخ) إلى مسحوق السيراميك، وجعله يتشكل في القالب تحت تأثير الضغط الخارجي. طريقة التشكيل بالضغط الجاف من السهل تحقيق الأتمتة، لذلك تم استخدامها على نطاق واسع في الإنتاج الصناعي. ومع ذلك، في عملية التشكيل، غالبًا ما يحدث التقسيم الطبقي للقضبان بسبب التوزيع غير المتكافئ للضغط الشعاعي والمحوري، وغالبًا ما تحدث ظاهرة التشقق وعدم المساواة في الكثافة.

(2) أناالضغط الساكن

الضغط المتوازن هو طريقة يتم من خلالها ضغط المسحوق أثناء التشكيل من خلال تطبيق ضغوط متوازنة مختلفة. وفقًا لدرجة حرارة التشكيل المختلفة، ينقسم الضغط المتساوي الضغط إلى ضغط متساوي الضغط ساخن وضغط متساوي الضغط بارد. الضغط المتساوي الضغط البارد هو طريقة الضغط المتساوي الضغط لتشكيل قطعة العمل في درجة حرارة الغرفة. يشير الضغط المتوازن المتوازن الساخن إلى طريقة الضغط المتوازن المتوازن لتلبيد قطعة العمل تحت درجة حرارة عالية وضغط مرتفع.

(3) صب الضغط العالي للغاية

إن القولبة بالضغط العالي للغاية هي طريقة قولبة سريعة التطور، والتي تستخدم في الغالب في قولبة السيراميك النانوي. يتأثر حجم جسيمات سيراميك النانو بشكل كبير بدرجة حرارة التلبيد، فكلما انخفضت درجة حرارة التلبيد، قل حجم الجسيمات، وأصبح الحصول على سيراميك نانو أسهل. من خلال زيادة ضغط التشكيل وزيادة الكثافة الأولية للفراغ، يمكن تقليل درجة حرارة تلبيد سيراميك النانو، وبالتالي يتم تشكيل الضغط العالي للغاية. من الواضح أن القولبة ذات الضغط العالي تغير خصائص تلبيد المادة الفارغة، لذلك من الأسهل الحصول على سيراميك نانو.

(4) تشكيل المسحوق الكهرومغناطيسي

إن ضغط المسحوق الكهرومغناطيسي هو عملية قولبة جديدة عالية الكفاءة تستخدم قوى كهرومغناطيسية نبضية قوية لتكثيف جسم المسحوق. تستخدم هذه الطريقة عادةً في قولبة المواد المعدنية، ويمكن الحصول على كثافة عالية جدًا. تبلغ كثافة العينات المتكونة بطريقة ضغط المسحوق الكهرومغناطيسي أكثر من 95%، والتي لها خصائص كهرضغطية وعازلة جيدة.

(5) صب البثق

يتم خلط المسحوق والمواد اللاصقة ومواد التشحيم وما إلى ذلك بالتساوي مع الماء ويتم خلطها بالكامل، ثم يتم دفع المكبس بواسطة المكبس الهيدروليكي لقذف البليت الملدن من فوهة البثق. بسبب التخفيض التدريجي للشكل الداخلي لفوهة البثق، يمارس المكبس ضغط قذف كبير على كتلة الطين، بحيث يكون الفراغ كثيفًا ومتشكلًا.

(6) صب الحقن

يُعرف قولبة الحقن أيضًا باسم قولبة الصب بالقالب الساخن، وهي تقنية تتم عن طريق إضافة كمية معينة من البوليمر والمكونات المضافة وتكون ساخنة قليلاً، مما يمنح المسحوق المعدني ومسحوق السيراميك والبوليمر سيولة مماثلة، تحت الضغط الملاط المليء بالقالب المعدني، والتبريد بعد البليت للحصول على الفراغات. تم إدراجها على أنها "تقنية رئيسية وطنية" مهمة من قبل الدول المتقدمة مثل الولايات المتحدة.

(7) صب التقويم

يتم خلط المسحوق والمواد المضافة والماء بشكل موحد لتصنيع المواد البلاستيكية، ومن ثم يتم دحرجة المواد بواسطة بكرتين دوارتين متقابلتين، وذلك لتصبح طريقة تشكيل الصفائح الفارغة. البليت الذي تم الحصول عليه عن طريق تشكيل الفيلم المتداول لديه كثافة عالية ومناسب لتشكيل الأجسام على شكل صفائح وألواح.

·

(8) صب الانزلاق

تتمثل طريقة صب الحشو في حقن الطين المحضر في نموذج الجبس، لأن نموذج الجبس له خصائص نفاذية الهواء وامتصاص الماء، بعد نموذج ملامسة الطين، سيتم امتصاص الماء الموجود في الطين تدريجيًا في جدار النموذج، والغرامة سيتم ترتيب الجزيئات الموجودة في الطين بالتساوي مع شكل النموذج في طبقة طين سميكة، عندما تصل طبقة الطين السميكة إلى السُمك المتوقع، يمكن سكب الطين الزائد من النموذج. بعد أن يمتص النموذج الرطوبة الموجودة في طبقة الطين السميكة للوصول إلى القالب المستقل، يمكن إخراج الكتلة وتجفيفها للإصلاح.

(9)صب الحشو بالطرد المركزي

تم تطوير صب الحشو بالطرد المركزي على أساس صب الحشو التقليدي. من خلال ضبط قيمة الرقم الهيدروجيني ومعلمات العملية الأخرى، يتم تشتيت المسحوق بالتساوي في السائل وترسيبه تحت تأثير قوة الطرد المركزي للدوران عالي السرعة. الحشو بالطرد المركزي عبارة عن مزيج من تحضير المسحوق الكيميائي الرطب وتكنولوجيا التكثيف الخالية من الإجهاد، والتي يمكن أن تمنع تكتل المسحوق والعيوب الأخرى من ناحية. من ناحية أخرى، يمكن تحقيق غرض الترسيب من خلال اختلاف حجم الجسيمات وسرعة المسحوق، والتي يمكن استخدامها لإعداد مواد وظيفية مركبة متعددة الطبقات ومتدرجة.

(10) صب الترسيب الكهربي

صب الترسيب الكهربي هو استخدام المجال الكهربائي الحالي المباشر لتعزيز هجرة الجزيئات المشحونة، ثم ترسيبها على القطب الكهربائي المعاكس والقولبة. الترسيب الكهربي بسيط ومرن وموثوق، لذا فهو مناسب لتشكيل المكثفات الخزفية متعددة الطبقات وأجهزة الاستشعار والسيراميك الوظيفي المتدرج، ولكنه حساس لتغيير معلمات العملية.

(11) صب حقن هلام

عن طريق إضافة مونومر الفينيل العضوي إلى وسط التعليق، يتم ربط المونومر العضوي من خلال تفاعل جذري حر باستخدام المحفز والبادئ، ويحقق البليت معالجة في الموقع. يتمتع البليت المحضر بهذه الطريقة بقوة عالية ويسهل تشكيله. ومع ذلك، فإن معدل انكماش الجسم المضغوط كبير نسبيًا، مما يؤدي إلى تشوه الانحناء للجسم المضغوط، والمونومر العضوي المستخدم سام، وليس من السهل التحكم في جو التفاعل.

(12) الصب المميع

يشير صب الصب إلى إضافة المذيبات والمشتتات والموثقات والملدنات والمكونات الأخرى في مسحوق السيراميك للحصول على ملاط ​​موحد ومستقر، وصنع فيلم السمك المطلوب على آلة الصب. متطلبات معدات صب الصب بسيطة نسبيًا: التشغيل المستمر، وكفاءة الإنتاج العالية، ومستوى الأتمتة العالي، والعملية المستقرة، والأداء الموحد للمواد الخام..إلخ

(13) تشكيل التصلب المباشر

التشكيل بالتصلب المباشر هو مفهوم جديد لتكنولوجيا تشكيل السيراميك بالحجم الصافي في الموقع. ليست هناك حاجة أو فقط كمية صغيرة من المضافات العضوية (أقل من 1٪ بالوزن)، ولا يحتاج الجسم إلى إزالة الشحوم، وكثافة الجسم موحدة، والكثافة النسبية عالية، وأجزاء السيراميك كبيرة الحجم وشكل معقد يمكن تشكيلها. لكن قوة الجسم غالبا ما لا تكون عالية بما فيه الكفاية.

(14) صب حقن الاهتزاز الغروية

يتم استخدام قولبة حقن الاهتزاز الغرواني للحصول على كتل ذات محتوى طور صلب عالي من المعلق المخفف المُجهز (20% ~ 30%(vol)) الذي يحتوي على قوة أيونية عالية عن طريق الضغط أو الطرد المركزي، ثم صب تحت تأثير الاهتزاز لتحقيقه في الموقع التصلب. يتيح قولبة الحقن بالاهتزاز الغرواني الإنتاج المستمر ويمكن أن يشكل أجزاء سيراميك بأشكال معقدة. ومع ذلك، فإن قوة المادة الفارغة منخفضة، والجسم الفارغ من السهل أن يتشقق ويتشوه أثناء تحرير القالب.

(15) صب التلبد الناجم عن درجة الحرارة

إن قولبة التلبد المستحثة بدرجة الحرارة هي طريقة صب الغروية ذات الحجم الصافي. يستفيد DCC وقولبة حقن الاهتزاز الغروية من الثبات الساكن للغرويات وتستفيد هذه الطريقة من الثبات المكاني (الاستاتيكي) للغرويات. يمكن إعادة استخدام الجسم غير المؤهل بعد إزالة القوالب كمادة خام ويمكن استخدامه لتشكيل جميع أنظمة مسحوق السيراميك تقريبًا.

(16) تشكيل صلب بدون قالب

تخترق تقنية القولبة الصلبة عديمة الشكل القيود المفروضة على أفكار القولبة التقليدية وهي طريقة قولبة تعتمد على "النمو". في مجال السيراميك، يمكن تقسيم عملية التشكيل الصلبة إلى: قولبة التلبيد الانتقائية بالليزر، قولبة الطباعة ثلاثية الأبعاد، قولبة الترسيب الذائب، قولبة التصنيع ذات الطبقات، قولبة الطباعة الحجرية المجسمة، إلخ. إنها تتميز بخصائص المرونة العالية والتكامل العالي التكنولوجيا والسرعة والتصنيع الحر. في الوقت نفسه، هناك أيضًا مشاكل مثل ارتفاع أسعار المعدات، وتطوير البرمجيات، وتطوير المواد، ودقة القالب وجودته.

اتجاه تطوير تكنولوجيا تشكيل السيراميك الخاصة

بشكل عام، تم تطوير تكنولوجيا التشكيل الجاف مثل ضغط القوالب الفولاذية والضغط المتوازن في وقت سابق، مع نضج تقني عالي ودرجة عالية من الأتمتة، وهي الطريقة الرئيسية لتشكيل السيراميك الخاص في الوقت الحاضر، ولكن بسبب ضعف التحكم الدقيق في الحجم، تطبيقه في تشكيل السيراميك الناعم عالي الأداء محدود. إن طريقة القولبة الغروية التي تمثلها قولبة الحقن وقولبة الصب هي تقنية جديدة في القولبة الرطبة، والتي لا تتمتع بمزايا التكلفة المنخفضة فحسب، بل تتمتع أيضًا بدرجة عالية من الأتمتة، ويمكنها تحقيق إنتاج واسع النطاق، مما يمثل اتجاه تطوير خاص طرق صب السيراميك .

في المستقبل، سيركز التطوير المستقبلي لتكنولوجيا صب السيراميك الخاصة على الجوانب التالية:

● مواصلة تطوير تطبيق مختلف تقنيات التشكيل غير القالبي التي تم اقتراحها في تحضير المواد الخزفية المختلفة؛

● تصميم طبقات هيكلية أكثر تعقيدا والهيكل المتشابك والمتشابك والربط وتكوين التغييرات ثلاثية الأبعاد داخل الطبقة؛

● التصميم الهيكلي وتصنيع الأجزاء ذات الأشكال الكبيرة.

● تصنيع وتطبيق الهياكل المجهرية الخزفية.

● مواصلة تطوير التكنولوجيات الجديدة الخالية من التلوث والمتوافقة مع البيئة.

تركز Fountyl Technologies PTE Ltd، على صناعة تصنيع أشباه الموصلات، وتشمل المنتجات الرئيسية: ظرف الدبوس، ظرف السيراميك المسامي، المستجيب النهائي الخزفي، العارضة المربعة الخزفية، المغزل الخزفي، مرحبًا بكم في الاتصال والتفاوض!