Abstract: 세라믹 재료는 우수한 내열성, 고강도, 내마모성, 내식성 및 기타 특성으로 인해 다양한 분야에서 널리 사용됩니다. 이 기사에서는 여러 가지 주요 세라믹 성형 가공 기술의 특징과 진행 상황을 소개합니다.
1, 소개
현재 새로운 세라믹 재료의 응용 분야가 지속적으로 확장됨에 따라 세라믹 재료의 성능에 대한 요구 사항이 점점 더 엄격해지고 있습니다. 성형 공정은 세라믹 재료의 준비 공정에서 중요한 연결 고리 중 하나이며 재료의 미세 구조에 큰 영향을 미치고 제품의 성능, 용도 및 가격을 결정합니다. 그라우팅, 가소성 및
건식 프레싱 성형 기술과 같은 전통적인 성형 방법과 성숙하고 응용된 압출 기술 성형, 등압성형, 테이프 캐스팅은 세라믹 재료의 대규모 생산에서 중요한 역할을 합니다. 그러나 위의 방법은 더 이상 고정밀, 복잡한 형상 및 다층 복합 세라믹 재료의 제조 요구 사항을 충족할 수 없어 첨단 세라믹 재료의 응용 및 개발을 크게 제한하고 방해합니다.
현대 과학기술의 발전은 세라믹 재료 성형 기술의 진보에 새로운 활력을 가져왔고, 특히 재료화학과 컴퓨터 기술의 발전과 응용은 세 가지 주요 재료의 상호 침투와 통합으로 첨단 기술의 발전을 촉진했습니다. 세라믹 준비 기술. 세라믹 성형기술은 전통적인 공법을 바탕으로 지속적으로 개선과 혁신을 거듭하고 있으며 원심성형, 전기영동성형, 원심슬립성형, 사출성형, 콜로이드성형 등 새로운 성형기술이 끊임없이 등장하고 있다. 이러한 성형기술의 기본 원리, 연구현황 및 특성을 이해하고, 이를 기반으로 한 응용 연구를 강화하여 새로운 성형 공정 및 방법에 대한 추가 연구 및 탐구를 위해서는 고밀도, 복잡한 형상, 정확한 치수와 복합 기능은 세라믹 재료의 성형 요구 사항에 중요한 역할을 합니다.
2 , 원심분리성형
원심 증착 형성은 판형 및 적층형 나노 다층 복합 재료를 제조하는 방법입니다. 원리는 원심력의 작용에 따라 서로 다른 슬러리가 층별로 균일하게 증착되어 전체 입자 크기 또는 질량을 형성하는 데 사용할 수 있다는 것입니다. 다양한 재료 층이 다양한 특성으로 증착됩니다.
적층형 재료를 형성하기 위해 원심 증착을 사용하면 다음과 같은 특징이 있습니다.
(1) 다른 재료를 증착함으로써 재료의 인성을 향상시킬 수 있습니다.
(2) 증착된 각 층은 전기적, 자기적, 광학적 특성의 조합일 수 있으며 다기능입니다.
(3) 새로운 이방성 재료를 만들 수 있다.
3, 전기영동 증착 형성
전기영동 증착은 DC 전기장을 이용하여 하전 입자의 이동을 촉진한 후 이를 반대 극성의 전극에 증착하여 형성하는 방식입니다. 증착 과정에서 전기 영동 이동 작용으로 입자가거리가 짧아짐에 따라 Vander Waals 인력이 중요한 역할을 하여 슬러리의 안정적인 분산이 잃기 시작하고 분말 입자가 점차 전극에 침전됩니다. 전기영동 증착 형성은 전극에 입자의 전기영동 이동과 입자의 방전 증착의 두 가지 연속 공정으로 나누어집니다. 입자가 다른 하전 입자의 영향을 받지 않고 전극에만 증착되기 위해서는 세라믹 슬러리의 특성이 좋아야 합니다. 분산.
전기영동 증착 성형은 조작이 간단하고 유연성이 높으며 신뢰성이 높다는 특징을 갖고 있어 다층 세라믹 커패시터, 센서, 경사 기능성 세라믹의 성형 방법에 적합하지만 공정 변수의 변화에 상대적으로 민감합니다.
4, 원심분리형 그라우팅
원심 그라우팅은 전통적인 그라우팅을 기반으로 개발되었습니다. pH 값과 같은 공정 매개변수를 조정함으로써 분말은 액체에 고르게 분산되고 고속 회전 원심력의 작용하에 침전 및 형성됩니다. 원심 그라우팅은 습식 화학 분말 준비와 무응력 치밀화 기술을 결합하여 분말 응집 및 기타 결함을 방지할 수 있으며, 다른 한편으로는 입자 크기와 회전 속도가 다르기 때문에 별도의 증착을 달성할 수 있습니다. 분말로서 다층 및 구배 복합 기능성 소재의 제조에 사용할 수 있습니다.
원심 그라우팅에는 다음과 같은 특징이 있습니다. 준비된 현탁액의 고상량에 대한 엄격한 요구 사항이 없으며 결합제가 거의 필요하지 않아 탈지 공정으로 인한 부작용이 줄어들고 비용이 저렴하고 관리가 용이합니다. 특히 대규모의 규칙적인 기하학적 회전체에 적합합니다. 그물 크기가 형성됩니다. 그러나 균일한 재료를 준비할 때 성분의 입자 크기가 너무 다르고 입자의 원심 가속도가 다르기 때문에 조성이 고르지 않게 되고 성형체의 층화가 발생할 수 있습니다.
5 , 사출 성형
세라믹 열가소성 사출 성형 기술은 플라스틱 성형 기술에서 개발된 것으로, 세라믹 분말을 가열하여 사출 성형기에 들어가기 전에 열가소성 수지, 파라핀 왁스, 가소제, 용제 등과 혼합(또는 조각으로 압출 및 과립화)합니다. 일정 압력 하에서 노즐로부터 금형 캐비티에 고속으로 주입되어 매우 짧은 시간에 냉각 및 응고되어 성형됩니다.
사출 성형 기술의 특징: 복잡한 형상의 부품을 성형할 수 있고 자동화 및 대량 생산이 용이하며 치수 정확도가 높고 미세 구조가 균일합니다. 그러나 사출 성형에서 유기 담체의 함량은 상대적으로 높으며 소결 전에 성형체를 탈지해야 합니다. 블랭크가 크면 종종 유기물이 풍부해지고 입자가 재배열되어 성형체가 덜 균일해지고 균열이 발생하기 쉽습니다. 따라서 이는 현재 사출성형 공정에서 시급히 해결해야 할 문제로 활용되고 있다.
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젤 사출 성형은 1990년대 Oak Ridge National Key Laboratory에서 개발한 새로운 성형 기술입니다. 이는 전통적인 그라우팅 기술과 폴리머 화학을 유기적으로 결합하여 폴리머 네트워크를 생성하여 세라믹 입자가 함께 모여 세라믹 본체를 형성합니다. 비닐 유기 단량체를 현탁 매질에 첨가하고, 촉매 및 개시제의 작용으로 세라믹 슬러리를 부은 후 유기 단량체가 현장 중합 반응을 거쳐 세라믹 본체로 중합 및 고형화됩니다. 젤 사출 성형은 상당한 장점을 지닌 매우 실용적인 기술입니다.성형체는 균일성이 좋고 강도가 높으며 직접 가공하여 적절한 크기를 얻을 수 있으며 소성 후에도 수축이 거의 없어 정밀한 크기 성형에 적합합니다. 세라믹 콜로이드 사출 성형은 두 가지 중요한 핵심 기술, 즉 세라믹 농축 현탁액의 신속한 현장 응고와 사출 공정 제어 가능성을 해결합니다. 심층적인 연구를 통해 압력이 농축된 세라믹 현탁액의 현장 응고를 신속하게 유도할 수 있다는 사실이 밝혀져 압력 유도 세라믹 성형 기술이 발명되었습니다.
콜로이드 사출 성형 기술의 특징: 고밀도, 고균일성 및 고강도 세라믹 본체를 얻을 수 있습니다. 이 성형 기술은 소결 중 세라믹 분말 입자의 뭉침을 제거하고 복잡한 형상 부품의 변형 및 균열을 줄일 수 있습니다. 공정을 통해 최종 부품의 가공량을 줄이고 신뢰성이 높은 세라믹 소재 및 부품을 얻을 수 있습니다. 이 공정은 성형체의 크기나 두께 제한이 없으며, 기존 세라믹 사출 성형에서 다량의 유기물 사용으로 인한 탈착의 어려움을 피하고 콜로이드 성형의 사출 공정을 구현합니다. 대규모 생산에 적합하며 첨단 세라믹 산업화를 위한 핵심기술이다.
7 결론
현재 세라믹 성형을 위한 새로운 기술이 끊임없이 등장하고 있지만 여전히 몇 가지 단점이 있습니다. 새로운 성형 공정을 사용할 때는 재료의 분산, 슬러리 비율이 공정에 미치는 영향, 재료의 기능성, 나노물질이 공정에 미치는 영향을 모두 고려해야 합니다. 새로운 성형 공정의 장점을 활용하여 고성능 세라믹 제품을 생산합니다.
