Awọn ilana imudọgba deede mẹsan ti awọn ohun elo amọ zirconia

Awọn ilana imudọgba deede mẹsan ti awọn ohun elo amọ zirconia
Ilana mimu naa n ko ipa asopọ ni gbogbo ilana igbaradi awọn ohun elo seramiki, o si jẹ bọtini lati rii daju pe iṣẹ naa gbẹkẹle ati pe o le tun ṣe awọn ohun elo seramiki ati awọn paati.
Pẹ̀lú ìdàgbàsókè àwùjọ, ọ̀nà ìfọwọ́-mọ́lẹ̀ ìbílẹ̀, ọ̀nà ìṣẹ̀dá kẹ̀kẹ́, ọ̀nà ìtọ́jú, àti bẹ́ẹ̀ bẹ́ẹ̀ lọ ti àwọn ohun èlò amọ̀ ìbílẹ̀ kò lè mú àìní àwùjọ òde òní wá fún iṣẹ́-ṣíṣe àti ìtúnṣe mọ́, nítorí náà ìlànà ìfọwọ́mọ́ tuntun kan bẹ̀rẹ̀. Àwọn ohun èlò amọ̀ ìbílẹ̀ ZrO2 ni a lò ní gbogbogbòò nínú àwọn irú iṣẹ́ ìfọwọ́mọ́ 9 wọ̀nyí (irú ọ̀nà gbígbẹ méjì àti irú ọ̀nà rírọ̀ 7):

1. Ṣíṣe àtúnṣe gbígbẹ

1.1 Gbẹ titẹ

Ìtẹ̀sí gbígbẹ máa ń lo ìfúnpọ̀ láti tẹ ìfúnpọ̀ seramiki sí ara kan pàtó. Kókó rẹ̀ ni pé lábẹ́ agbára ìta, àwọn èròjà lulú náà máa ń sún mọ́ ara wọn nínú mọ́ọ̀dì náà, wọ́n sì máa ń so wọ́n pọ̀ dáadáa nípasẹ̀ ìfọ́kànsí inú láti mú kí ìrísí kan wà. Àbùkù pàtàkì nínú àwọn èròjà aláwọ̀ ewé tí a ti gbẹ tẹ̀ ni ìfọ́kànsí, èyí tí ó jẹ́ nítorí ìfọ́kànsí inú láàárín àwọn èròjà àti ìfọ́kànsí láàrín àwọn èròjà àti ògiri mọ́ọ̀dì náà, èyí tí ó ń yọrí sí pípadánù ìfúnpọ̀ nínú ara.

Àwọn àǹfààní ti titẹ gbigbẹ ni pé ìwọ̀n ara aláwọ̀ ewé náà péye, iṣẹ́ náà rọrùn, ó sì rọrùn láti ṣe iṣẹ́ ẹ̀rọ; iye ọrinrin àti ìdìpọ̀ nínú titẹ gbigbẹ aláwọ̀ ewé kò pọ̀, àti pé ìfàsẹ́yìn gbígbẹ àti fífi iná jó kéré. A sábà máa ń lò ó láti ṣe àwọn ọjà pẹ̀lú àwọn ìrísí tí ó rọrùn, àti pé ìpíndọ́gba apá náà kéré. Iye owó ìṣẹ̀dá tí ó pọ̀ sí i tí ó jẹ́ nítorí ìbàjẹ́ máàlú ni àbùkù tí titẹ gbigbẹ ń fà.

1.2 Ìtẹ̀sí Isostatic

Isostatic pressing jẹ́ ọ̀nà ìṣẹ̀dá pàtàkì kan tí a ṣe lórí ìpìlẹ̀ ìtẹ̀wé gbígbẹ ti ìbílẹ̀. Ó ń lo ìtẹ̀wé gbigbe omi láti fi ìtẹ̀wé sí lulú inú elastic mould láti gbogbo ìhà. Nítorí bí ìtẹ̀wé inú omi náà ṣe rí, lulú náà ní ìtẹ̀wé kan náà ní gbogbo ìhà, nítorí náà a lè yẹra fún ìyàtọ̀ nínú ìwọ̀n ara aláwọ̀ ewé.

A pín titẹ Isostatic sí wet bag pressing isostatic àti dry bag pressing isostatic. Wet bag pressing le ṣe àwọn ọjà pẹ̀lú àwọn ìrísí dídíjú, ṣùgbọ́n ó le ṣiṣẹ́ lẹ́ẹ̀kọ̀ọ̀kan. Dry bag pressing le ṣe iṣẹ́ tí ń tẹ̀síwájú láìdáwọ́dúró, ṣùgbọ́n ó le ṣe àwọn ọjà pẹ̀lú àwọn ìrísí dídíjú bíi square, round, àti tubular cross-sections. Isostatic pressing le gba ara aláwọ̀ ewé tí ó dọ́gba àti dídíjú, pẹ̀lú ìfàsẹ́yìn ìbọn kékeré àti ìfàsẹ́yìn déédé ní gbogbo ìhà, ṣùgbọ́n àwọn ohun èlò náà jẹ́ dídíjú àti iye owó, àti pé ìṣelọ́pọ́ kò ga, ó sì yẹ fún ṣíṣe àwọn ohun èlò pẹ̀lú àwọn ohun èlò pàtàkì nìkan.

2. Ṣíṣẹ̀dá omi tutu

2.1 Ṣíṣe àkójọpọ̀
Ìlànà ìkọ́lé grouting jọra sílíńtì tẹ́ẹ̀pù, ìyàtọ̀ ni pé ìlànà ìkọ́lé náà ní ìlànà ìkọ́lé ara àti ìlànà ìkọ́lé kẹ́míkà. Ìkọ́lé ara máa ń mú omi inú ìkọ́lé náà kúrò nípasẹ̀ iṣẹ́ capillary ti mọ́ọ̀dù gypsum oníhò. Ca2+ tí CaSO4 ń yọ jáde láti inú ìtúpalẹ̀ ojú ilẹ̀ náà máa ń mú kí agbára ionic ti ìkọ́lé náà pọ̀ sí i, èyí sì máa ń yọrí sí ìfọ́pọ̀ ìkọ́lé náà.
Lábẹ́ ìṣiṣẹ́ gbígbẹ ara àti ìdènà kẹ́míkà, àwọn èròjà ìyẹ̀fun seramiki ni a máa ń kó sórí ògiri gypsum mould. Gígé grouting dára fún ṣíṣe àwọn ẹ̀yà seramiki ńláńlá pẹ̀lú àwọn ìrísí dídíjú, ṣùgbọ́n dídára ara aláwọ̀ ewé, títí bí ìrísí, ìwọ̀n, agbára, àti bẹ́ẹ̀ bẹ́ẹ̀ lọ, kò dára, agbára iṣẹ́ àwọn òṣìṣẹ́ ga, kò sì yẹ fún iṣẹ́ aládàáṣe.

2.2 Sísọ kú gbígbóná
Sísẹ́ àwo gbígbóná ni láti da ìyẹ̀fun seramiki pọ̀ mọ́ ìdìpọ̀ (paraffin) ní iwọ̀n otútù gíga (60~100℃) láti gba ìyẹ̀fun fún sísẹ́ àwo gbígbóná. A fi ìyẹ̀fun náà sínú àwo irin lábẹ́ agbára afẹ́fẹ́ tí a ti fún pọ̀, a sì ń pa ìfúnpá náà mọ́. Nígbà tí ó bá tutù, tí ó sì ń yọ́ láti gba ìyẹ̀fun tí ó ṣófo, a ó yọ ìyẹ̀fun tí ó ṣófo kúrò lábẹ́ ààbò ìyẹ̀fun tí kò ní ìyẹ̀fun láti ní ara ewéko, a ó sì fi ìyẹ̀fun náà yọ́ ní iwọ̀n otútù gíga láti di pílánẹ́ẹ̀lì.

Ara aláwọ̀ ewé tí a ṣe nípasẹ̀ ìgbádùn gbígbóná ní ìwọ̀n pàtó, ìṣètò inú kan náà, ìbàjẹ́ mọ́ọ̀dì díẹ̀ àti agbára ìṣelọ́pọ́ gíga, ó sì yẹ fún onírúurú ohun èlò aise. Ó yẹ kí a ṣàkóso ìwọ̀n otútù epo-eti àti mọ́ọ̀dì náà dáadáa, bí bẹ́ẹ̀ kọ́, yóò fa ìyípadà lábẹ́ abẹ́rẹ́ tàbí ìbàjẹ́, nítorí náà kò yẹ fún ṣíṣe àwọn ẹ̀yà ńlá, àti pé ìlànà ìfọ́nká ìgbésẹ̀ méjì náà díjú, agbára sì ga.

2.3 Sísọ táìpù
Sísẹ́ tápù ni láti da lulú seramiki pọ̀ mọ́ ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ohun èlò ìsopọ̀ organic, àwọn ohun èlò ìṣiṣẹ́ plasticizer, àwọn ìfọ́ká, àti bẹ́ẹ̀ bẹ́ẹ̀ lọ láti gba slurry viscous tí ó lè ṣàn, fi slurry náà sínú hopper ti ẹ̀rọ sísẹ́ náà, kí o sì lo scraper láti ṣàkóso sisanra rẹ̀. Ó ń ṣàn jáde lọ sí bẹ́líìtì conveyor nípasẹ̀ nozzle fífún un, a sì ń rí fíìmù náà lẹ́yìn gbígbẹ.

Ilana yii dara fun igbaradi awọn ohun elo fiimu. Lati le ni irọrun ti o dara julọ, a fi iye pupọ ti ohun alumọni kun, ati pe awọn paramita ilana ni a nilo lati ṣakoso ni pẹkipẹki, bibẹẹkọ yoo fa awọn abawọn bii fifọ, awọn ila, agbara fiimu kekere tabi fifọ ti o nira. Ohun Organic ti a lo jẹ majele ati pe yoo fa idoti ayika, ati pe o yẹ ki o lo eto ti ko ni majele tabi ti ko ni majele to bi o ti ṣee ṣe lati dinku idoti ayika.

2.4 Ìmọ́lẹ̀ abẹ́rẹ́ jeli
Ìmọ̀ ẹ̀rọ ìṣẹ̀dá abẹ́rẹ́ jẹ́ ìlànà ìṣàfihàn kíákíá tuntun tí àwọn olùwádìí ní Oak Ridge National Laboratory kọ́kọ́ ṣe ní ìbẹ̀rẹ̀ ọdún 1990. Ohun pàtàkì rẹ̀ ni lílo àwọn omi monomer organic tí ó ń sọ di àwọn jeli polymer-solvent tí ó lágbára gíga, tí a so pọ̀ mọ́ ara wọn ní ẹ̀gbẹ́.

A máa ń da lulú seramiki tí ó yọ́ nínú omi monomers organic sínú mọ́ọ̀dì kan, a sì máa ń da adalu monomer náà pọ̀ sí i láti ṣẹ̀dá apá gelled kan. Nítorí pé polymer-solvent tí a so pọ̀ ní ẹ̀gbẹ́ ní 10%–20% (ìpín gbogbo) polymer nìkan, ó rọrùn láti yọ solvent kúrò nínú apá gel náà nípa ìgbésẹ̀ gbígbẹ. Ní àkókò kan náà, nítorí ìsopọ̀ ẹ̀gbẹ́ ti àwọn polymers, àwọn polymers kò le ṣí lọ pẹ̀lú solvent náà nígbà tí a bá ń gbẹ ẹ́.

A le lo ọna yii lati ṣe awọn ẹya seramiki kan-ipele ati apapo, eyiti o le ṣe awọn ẹya seramiki ti o ni apẹrẹ ti o ni idiju, ti o jẹ iwọn ti o kere ju, ati agbara alawọ ewe rẹ ga to 20-30Mpa tabi diẹ sii, eyiti a le tun ṣe atunṣe. Iṣoro akọkọ ti ọna yii ni pe oṣuwọn isunki ti ara oyun ga ni akoko ilana iwuwo, eyiti o fa si ibajẹ ti ara oyun ni irọrun; diẹ ninu awọn monomers Organic ni idena atẹgun, eyiti o fa ki oju ilẹ naa yọ ati ki o ṣubu kuro; nitori ilana polymerization monomer Organic ti iwọn otutu fa, ti o fa fifa irun otutu yori si wiwa wahala inu, eyiti o fa ki awọn aaye naa fọ ati bẹbẹ lọ.

2.5 Ìmúdàgba abẹ́rẹ́ tààrà
Ìmọ́lẹ̀ abẹ́rẹ́ ìsopọ̀mọ́ra tààrà jẹ́ ìmọ̀ ẹ̀rọ ìmọ́lẹ̀ tí ETH Zurich ṣe àgbékalẹ̀ rẹ̀: omi solvent, lulú seramiki àti àwọn afikún organic ni a dàpọ̀ pátápátá láti ṣẹ̀dá slurry onídúróṣinṣin, lílágbára díẹ̀, àti lílágbára-gíga, èyí tí a lè yípadà nípa fífi Slurry pH tàbí àwọn kẹ́míkà tí ó ń mú kí ìṣọ̀kan electrolyte pọ̀ sí i, lẹ́yìn náà a fi slurry náà sínú mọ́ọ̀dì tí kò ní ihò.

Ṣàkóso ìlọsíwájú àwọn ìṣesí kẹ́míkà nígbà tí a bá ń ṣe é. A máa ń ṣe ìṣesí náà kí a tó ṣe é ní ìrọ̀rùn, a máa ń dín ìfọ́sí náà kù, a sì máa ń mú ìṣesí náà yára sí i lẹ́yìn tí a bá ti ṣe é ní ìrọ̀rùn, ìrọ̀rùn náà á di alágbára, a sì máa ń yí ìrọ̀rùn omi náà padà sí ara líle. Ara ewéko tí a rí ní agbára ìṣiṣẹ́ tó dára, agbára rẹ̀ sì lè dé 5kPa. A máa ń yọ́ ara ewéko náà kúrò, a máa ń gbẹ ẹ́, a sì máa ń fi sínú rẹ̀ láti ṣẹ̀dá apá seramiki tí a fẹ́.

Àwọn àǹfààní rẹ̀ ni pé kò nílò tàbí ó nílò ìwọ̀n díẹ̀ ti àwọn afikún onímọ̀ nípa èéfín (tó kéré sí 1%), ara aláwọ̀ ewé kò nílò láti máa mú kí ó bàjẹ́, ìwọ̀n ara aláwọ̀ ewé náà dọ́gba, ìwọ̀n ìbáramu náà ga (55% ~ 70%), ó sì lè ṣẹ̀dá àwọn ẹ̀yà seramiki tí ó tóbi tí ó sì ní ìrísí dídíjú. Àléébù rẹ̀ ni pé àwọn afikún náà wọ́n, a sì máa ń tú gáàsì jáde nígbà tí a bá ń ṣe é.

2.6 Ìmọ́lẹ̀ abẹ́rẹ́
A ti lo ìkọ́ abẹ́rẹ́ fún ìgbà pípẹ́ láti mọ àwọn ọjà ike àti láti mọ àwọn irin. Ìlànà yìí ń lo ìkọ́ abẹ́rẹ́ fún àwọn ohun èlò thermoplastic organics tàbí ìkọ́ abẹ́rẹ́ fún àwọn ohun èlò thermosetting organics. A máa ń da lulú àti ohun èlò organic náà pọ̀ mọ́ ohun èlò ìdàpọ̀ pàtàkì kan, lẹ́yìn náà a máa ń fi sínú mọ́ọ̀dù náà lábẹ́ ìfúnpá gíga (ọ̀kẹ́ mẹ́wàá sí ọgọ́rọ̀ọ̀rún MPa). Nítorí ìfúnpá ìkọ́ ńlá, àwọn àlàfo tí a rí ní ìwọ̀n pàtó, dídán tí ó ga àti ìṣètò kékeré; lílo ohun èlò ìkọ́ pàtàkì mú kí iṣẹ́ ṣíṣe pọ̀ sí i gidigidi.

Ní ìparí àwọn ọdún 1970 àti ìbẹ̀rẹ̀ àwọn ọdún 1980, a lo ìlànà ìyọ́nú abẹ́rẹ́ sí ìyọ́nú àwọn ẹ̀yà seramiki. Ìlànà yìí ń mú kí ìyọ́nú abẹ́rẹ́ àwọn ohun èlò tí kò ní abẹ́rẹ́ pọ̀ sí i nípa fífi iye ohun èlò organic kún un, èyí tí ó jẹ́ ìlànà ìyọ́nú abẹ́rẹ́ tí ó wọ́pọ̀. Nínú ìmọ̀ ẹ̀rọ ìyọ́nú abẹ́rẹ́, ní àfikún sí lílo àwọn ohun èlò thermoplastic (bíi polyethylene, polystyrene), àwọn ohun èlò thermosetting organics (bíi epoxy resin, phenolic resin), tàbí àwọn polima tí ó lè tú omi jáde gẹ́gẹ́ bí ohun èlò ìsopọ̀ pàtàkì, ó ṣe pàtàkì láti fi àwọn ohun èlò kan kún àwọn ohun èlò bíi plasticizers, lubricants àti coupling agents láti mú kí ìyọ́nú abẹ́rẹ́ seramiki náà sunwọ̀n síi àti láti rí i dájú pé ara ìyọ́nú abẹ́rẹ́ náà dára síi.

Ìlànà ìtọ́jú abẹ́rẹ́ ní àwọn àǹfààní ti ìṣiṣẹ́ abẹ́rẹ́ gíga àti ìwọ̀n pípé ti ìtọ́jú abẹ́rẹ́ òfo. Síbẹ̀síbẹ̀, akoonu abẹ́rẹ́ nínú ara ewéko ti àwọn ẹ̀yà seramiki tí a fi abẹ́rẹ́ ṣe ga tó 50vol%. Ó máa ń gba àkókò gígùn, àní ọjọ́ mélòókan sí ọjọ́ mélòókan, láti pa àwọn èròjà abẹ́rẹ́ wọ̀nyí run nínú ilana síntering tí ó tẹ̀lé e, ó sì rọrùn láti fa àwọn àbùkù dídára.

2.7 Ìmọ́lẹ̀ abẹ́rẹ́ colloidal
Láti lè yanjú ìṣòro ọ̀pọ̀lọpọ̀ ohun èlò oní-ẹ̀dá tí a fi kún àti ìṣòro tí a ní láti mú àwọn ìṣòro kúrò nínú ìlànà ìtọ́jú abẹ́rẹ́ àṣà, Yunifásítì Tsinghua dábàá ìlànà tuntun kan fún ìtọ́jú abẹ́rẹ́ colloidal, wọ́n sì dá ara wọn sílẹ̀ gẹ́gẹ́ bí àpẹẹrẹ ìtọ́jú abẹ́rẹ́ colloidal láti ṣe ìtọ́jú abẹ́rẹ́ seramiki tí kò ní abàmì.

Èrò pàtàkì ni láti so ìmọ́lẹ̀ colloidal pọ̀ mọ́ ìmọ́lẹ̀ abẹ́rẹ́, nípa lílo ohun èlò ìtọ́jú ara ẹni àti ìmọ̀ ẹ̀rọ ìtọ́jú tuntun tí ìlànà ìmọ́lẹ̀ colloidal in-situ pese. Ìlànà tuntun yìí kò lo ohun tí ó tó 4wt.% ti ohun èlò organic. A lo ìwọ̀n díẹ̀ ti àwọn monomer organic tàbí àwọn agbo organic nínú ìmọ́lẹ̀ tí a fi omi ṣe láti mú kí polymerization ti àwọn monomer organic yára wáyé lẹ́yìn ìtọ́jú sínú mọ́ọ̀dù láti ṣẹ̀dá egungun netiwọki organic kan, èyí tí ó fi ìpara seramiki wéra déédé. Láàrín wọn, kìí ṣe pé àkókò ìmọ́lẹ̀ nìkan ni a dínkù gidigidi, ṣùgbọ́n ó tún dín àǹfààní ìfọ́ ti ìmọ́lẹ̀ kù gidigidi.

Ìyàtọ̀ ńlá ló wà láàárín ìṣẹ̀dá abẹ́rẹ́ ti àwọn ohun èlò abẹ́rẹ́ àti ìṣẹ̀dá abẹ́rẹ́ colloidal. Ìyàtọ̀ pàtàkì ni pé ìṣẹ̀dá abẹ́rẹ́ jẹ́ ti ẹ̀ka ìṣẹ̀dá abẹ́rẹ́, ìṣẹ̀dá abẹ́rẹ́ sì jẹ́ ti ìṣẹ̀dá abẹ́rẹ́, ìyẹn ni pé, ìṣẹ̀dá abẹ́rẹ́ kò ní ìṣẹ̀dá abẹ́rẹ́, ó sì jẹ́ ohun èlò tí kò ní ìṣẹ̀dá. Nítorí pé ìṣẹ̀dá abẹ́rẹ́ kò ní ìṣẹ̀dá abẹ́rẹ́ colloidal, a kò lè gba èrò ìbílẹ̀ ti ìṣẹ̀dá abẹ́rẹ́ seramiki. Tí a bá so ìṣẹ̀dá abẹ́rẹ́ colloidal pọ̀ mọ́ ìṣẹ̀dá abẹ́rẹ́, ìṣẹ̀dá abẹ́rẹ́ colloidal ti àwọn ohun èlò seramiki ni a ń rí nípa lílo ohun èlò ìṣẹ̀dá abẹ́rẹ́ àti ìmọ̀ ẹ̀rọ ìtọ́jú tuntun tí a pèsè nípasẹ̀ ìlànà ìṣẹ̀dá abẹ́rẹ́ colloidal in-situ.

Ilana tuntun ti mimu abẹrẹ colloidal ti awọn seramiki yatọ si mimu colloidal gbogbogbo ati mimu abẹrẹ ibile. Anfani ti iwọn giga ti adaṣe mimu ni sublimation didara ti ilana mimu colloidal, eyiti yoo di ireti fun isọdọkan awọn seramiki imọ-ẹrọ giga.