Esistono molti metodi per formare ceramiche speciali, come la pressatura a secco, colata di barbottina, stampaggio a iniezione e fusione di gel. La pressatura a secco offre vantaggi quali basso contenuto di legante, sinterizzazione diretta senza essiccazione. Un processo di produzione semplice, elevata efficienza, piccolo ritiro del corpo verde e produzione automatizzata. È il metodo più comunemente utilizzato nella produzione di ceramiche speciali.
Come preparare un corpo verde con elevata densità e gradiente di densità uniforme è il focus della ricerca. In generale, i fattori che influenzano la densità del corpo verde durante la pressatura a secco sono il processo di pressatura a secco e le proprietà della polvere.
Influenza del processo di pressatura a secco
Il processo di pressatura a secco si riferisce principalmente al metodo di pressurizzazione, alla pressione di pressurizzazione, alla velocità di pressurizzazione e al tempo di mantenimento.
Metodo di pressurizzazione
Nello stampaggio a pressatura a secco, i metodi di pressurizzazione includono la pressurizzazione unidirezionale e la pressurizzazione bidirezionale. Diversi metodi di pressurizzazione daranno luogo a diverse trasmissioni e distribuzioni della pressione nello stampo.
Pressione di pressione
In generale, la densità del corpo verde aumenta con l'aumento della pressione. Durante il processo di pressatura speciale della ceramica, l'influenza della pressione sulla densità, la resistenza e la porosità del corpo verde è più significativa di quella di altri fattori. Ha anche un impatto sostanziale sulle prestazioni del corpo verde dopo la sinterizzazione.
Se la pressione è troppo bassa, il corpo verde non può raggiungere la massima densificazione, il che influisce sul processo di sinterizzazione. D'altro canto, se la pressione è troppo alta, possono apparire difetti simili a crepe di strato. Solo quando la pressione è a un livello ottimale si può ottenere il corpo verde ideale.
Velocità di pressurizzazione e tempo di mantenimento
La velocità di pressurizzazione e il tempo di mantenimento influenzano significativamente le prestazioni del grezzo, poiché sono strettamente correlati alla trasmissione della pressione e allo scarico del gas. Se la pressurizzazione è troppo rapida e il tempo di mantenimento troppo breve, il gas non verrà scaricato facilmente. Allo stesso modo, quando la pressione non viene trasmessa alla profondità richiesta, la forza esterna verrà rimossa prima della corretta densificazione, rendendo difficile ottenere la qualità del grezzo desiderata. Tuttavia, se la velocità di pressurizzazione è troppo lenta e il tempo di mantenimento troppo lungo, l'efficienza della produzione diminuirà. Pertanto, la velocità di pressurizzazione e il tempo di mantenimento devono essere regolati in base alle dimensioni, alla forma e allo spessore del grezzo.
L'obiettivo principale della ricerca è come preparare un corpo verde con elevata densità e un gradiente di densità uniforme. In generale, i fattori che influenzano la densità del corpo verde durante la pressatura a secco includono il processo di pressatura a secco e le proprietà della polvere.
Influenza del processo di pressatura a secco
Il processo di pressatura a secco si riferisce principalmente al metodo di pressurizzazione, alla pressione di pressurizzazione, alla velocità di pressurizzazione e al tempo di mantenimento.
Nello stampaggio a pressatura a secco, i metodi di pressurizzazione includono la pressurizzazione unidirezionale e bidirezionale. Diversi metodi di pressurizzazione determinano una diversa trasmissione e distribuzione della pressione nello stampo.
Le proprietà della polvere si riferiscono principalmente alla dimensione delle particelle, alla loro granulometria, al contenuto di legante e acqua, nonché alla fluidità della polvere.
Dimensioni delle particelle e classificazione delle particelle
Alla stessa pressione, la densità del compatto verde della polvere con una grande granulometria è maggiore, mentre la densità di sinterizzazione della polvere con una granulometria più piccola è maggiore. Per le polveri con la stessa granulometria, sia la densità del compatto verde che la densità di sinterizzazione aumentano con una pressione più alta. Pertanto, aumentare la granulometria è utile per migliorare la densità del corpo verde.
Influenza del legante e del contenuto di acqua
Quando le ceramiche speciali vengono pressate a secco, la polvere di ceramica deve prima essere granulata per soddisfare i requisiti, quindi la polvere granulata viene pressata per formare il corpo verde. Le proprietà della polvere granulata, come forma, dimensione, distribuzione delle dimensioni e fluidità delle pseudo-particelle, influenzeranno in ultima analisi la densità del corpo verde ceramico. Anche il contenuto di legante svolge un ruolo cruciale nelle prestazioni della polvere granulata. Durante la pressatura a secco di ceramiche speciali, il legante funge principalmente da agente legante, aumentando la dimensione delle particelle delle pseudo-particelle e migliorando la resistenza delle particelle.
Se il contenuto di legante è troppo elevato durante il processo di granulazione, il coefficiente di viscosità della sospensione aumenta, con conseguente riduzione dell'angolo di atomizzazione dello spruzzo. Ciò causa l'agglomerazione delle goccioline dopo l'essiccazione e la granulazione, dando origine a una polvere con un'ampia distribuzione delle dimensioni delle particelle e scarsa fluidità. Di conseguenza, diventa difficile ottenere un corpo verde ad alta densità durante la pressatura a secco. Al contrario, se il contenuto di legante è troppo basso, la resistenza del corpo verde non soddisferà i requisiti di lavorazione.
Anche il contenuto di acqua influisce in modo significativo sulla densità del corpo verde. Se il contenuto di acqua è troppo alto, il restringimento da essiccazione sarà sostanziale, rendendo difficile il controllo delle dimensioni del corpo verde. Inoltre, la polvere potrebbe aderire allo stampo durante lo stampaggio, influenzando negativamente la densità del corpo verde. D'altro canto, se il contenuto di acqua è troppo basso, ostacolerà le prestazioni di frantumazione della polvere di granulazione, rendendo più difficile ottenere un corpo verde ad alta densità.
Fluidità della polvere
Una buona fluidità assicura che l'attrito interno tra le particelle sia minimo durante la pressatura a secco di ceramiche speciali, consentendo alla polvere di riempire senza problemi ogni angolo dello stampo. Ciò aiuta anche ad aumentare la densità di riempimento della polvere, consentendo la formazione di un corpo ceramico denso e uniforme a una pressione inferiore.
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