MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Wytwarzanie - formowanie materiałów

ceramicznych i kompozytów

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Kolejność podstawowych stadiów procesu ceramicznego

CERAMIKA
WŁAŚCIWA

I stadium

II stadium

III stadium

PROSZEK

FORMOWANIE

OGRZEWANIE

Masa

ceramiczna

ze

sproszkowanego surowca
mineralnego

lub

preparowanego
chemicznie,

głęboko

przetworzonego

Formowanie plastyczne,
odlewanie

plastyczne,

prasowanie na sucho

Utrwalanie

kształtu

przez

wypalanie

i

spiekanie

SZKŁO

Zestaw

szklarski

z

kwarcu z łatwo topliwymi
materiałami (topnikami)

PROSZEK

OGRZEWANIE

FORMOWANIE

Topienie w wannie lub
donicy

Formowanie metodą:
odlewania,
walcowania,
dmuchania

lub

prasowania

MATERIAŁY
WIĄŻĄCE

OGRZEWANIE

PROSZEK

FORMOWANIE

Wypalanie minerałów lub

mieszanin

mineralnych

dla

osiągnięcia

stanu

reaktywnego

Drobny

przemiał dla

uzyskania

dużej

powierzchni reakcji

Odlewanie, ubijanie
lub

prasowanie

z

dodatkiem wody i
wypełniaczy

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Metody wytwarzania materiałów ceramicznych nie zmieniły

się od czasów starożytnych i możemy je podzielić na

cztery podstawowe stadia (rysunki Neprakty) :

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Nazwa

Charakterystyka

Glina

Drobnoziarnista skała powstała głównie wskutek zwietrzenia,
zawierająca przede wszystkim drobnoziarniste, krystaliczne
materiały ilaste tj. uwodnione glinokrzemiany warstwowe, a
także resztkowy kwarc, skaleń i łyszczyki (miki).

Kaolin

Typ gliny wyróżniający się szczególnie wysoka zawartością
warstwowego minerału ilastego-kaolinitu Al

4

[Si

4

O

10

](OH)

8

.

Kwarcyty, piaski
kwarcowe

Odpowiednio, zbita i sypka skała złożona z ziaren kwarcu

Skalenie

Skała występująca w naturze w postaci kryształów
mieszanych ortoklazu K[AlSi

3

O

8

], albitu Na[AlSi

3

O

8

] i

anortytu Ca[Al

2

Si

2

O].

Podstawowe surowce dla tradycyjnej ceramiki

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Współczesne metody wytwarzania materiałów ceramicznych

nie różnią się zbytnio od metod stosowanych w starożytności.

Technologiczny proces wytwarzania materiałów ceramicznych

obejmuje cztery zasadnicze stadia:

1. Wytwarzanie mas
2. Formowanie
3. Suszenie
4. Wypalanie

Technika formowania zależy od tego jaki kształt i wymiary ma

posiadać gotowy wyrób.

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Przygotowanie surowców i mas

Przygotowanie surowców do formowania obejmuje

rozdrabnianie, mielenie, mieszanie oraz ich

oczyszczanie. Rozdrabnianie surowców może być

traktowane jako grube (kruszenie) lub miałkie

(rozcieranie, mielenie

).

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Rozdrobnione surowce do wytwarzania mas

są zazwyczaj zanieczyszczone cząstkami

metalicznymi. Najczęstszą metodą oczyszczania

proszków

ceramicznych

jest

oddzielanie

magnetyczne za pomocą ferrytowych magnesów

trwałych.

Nową metodą oczyszczania proszków

ceramicznych z zanieczyszczeń metalicznych

jest używanie separatorów magnetycznych o

dużym natężeniu pola magnetycznego.

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Kruszarka szczękowa do grubego rozdrabniania. Proces

rozdrabniania następuje dzięki wahliwemu ruchowi szczęki

łamiącej

Stała szczęka

oporowa

Materiał

kruszony

Koło

zamachowe

Wahliwa szczęka

łamiąca

Mimośród

Cięgło

Sprężyna

ściągająca

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Młyn wibracyjny kulowy. Mielenie odbywa się przy pomocy

mielników (zazwyczaj w postaci kulek) wymieszanych z

materiałem rozdrabnianym

Materiał mielony

Rama wiążąca rury

Rury

mielące

Podpora

sprężysta

Kule

mielące

Silnik

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

W celu wytworzenia masy ceramicznej

należy odpowiednio dobrać jej skład i

wymieszać wszystkie składniki. Skład masy

ceramicznej dobiera się w zależności od tego,

jaką strukturę (warunkującą zastosowanie)

powinien

posiadać

gotowy

materiał

ceramiczny.

Masy ceramiczne ze względu na

konsystencje dzielą się na: masy lejne, ich

wilgotność wynosi ponad 30%, masy

plastyczne o wilgotności 13-30% oraz masy

sypkie, których wilgotność mieści się w

granicach 2-12%.

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

SUROWCE ILASTE (gliny,

kaoliny)

SUROWCE SCHUDZAJĄCE

(piasek, szamot)

TOPNIKI (skalenie)

WODA

DODATKI UPŁYNNIAJĄCE

(elektrolity i inne 0,1 – 0,5%)

PRZEMIAŁ

DROBNY

ODSIEWANIE

ODPRYSKÓW

USUWANIE

ŻELAZA

MIESZANIE

W

ZBIORNIKU

GŁÓWNYM

ODPOWIET-

RZANIE

Przygotowanie mas lejnych

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Produkcja mas plastycznych z dowilżaniem i dołowaniem

SUROWCE ILASTE

(gliny, kaoliny)

SUROWCE

SCHUDZAJĄCE

(piasek, szamot)

TOPNIKI (skalenie)

DOZOWANIE

WODA

PRZECIERANIE

TRANSPORT

MASY DO

DOŁOWNI

LEŻAKO-WANIE

MASY (2 -8 tyg.)

POBIERANIE

LEŻAKOWANEJ

MASY

TRANSPORT MASY

DO FORMOWNI

ROZWAŁ-

KOWANIE

WYTŁA-

CZANIE

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Produkcja mas sypkich z czystych tlenków

TLENKI METALI

PRZEMIAŁ DROBNY

MIESZANIE MAS

SYPKICH

SILOSY SUROWCÓW

ROZDROBNIONYCH

ORGANICZNE

ŚRODKI

POŚLIZGOWE

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Podczas formowania nadaje się kształt masie

ceramicznej. Ukształtowaną masę ceramiczną

poddaje się suszeniu i wypalaniu. W zależności od

tego, jakie wymiary i kształt ma mieć gotowy

wyrób, a także jaka jest konsystencja masy

formierskiej rozróżnia się kilka metod formowania.
Między innymi są to: formowanie ręczne, toczenie

wyrobów, odlewanie, prasowanie.

Formowanie materiałów ceramicznych

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

1

2

3

4

Formowanie metodą odlewania nalewnego

1 - forma gipsowa przygotowana do odlewania, 2 -

nalewanie gęstwy, 3 - wchłanianie wody przez formę

gipsową i powstanie czerepu, 4 - uformowany wyrób po

wyjęciu z formy gipsowej i obcięciu nadlewów.

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Formowanie metodą odlewania wylewnego

1 - forma gipsowa przygotowana do odlewania, 2 -

nalewanie gęstwy i powstanie odlewu, 3 - wylewanie

nadmiaru gęstwy, 4 - obcinanie nadlewu,5 - wyrób po

wyjęciu z formy gipsowej.

1

2

3

4

5

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Stadia prasowania izostatycznego w mokrej matrycy;

1 - wypełnianie elastycznej matrycy, 2 - umieszczenie

wypełnionej matrycy w naczyniu ciśnieniowym, 3 -

prasowanie, 4 - dekompresja i wyjęcie wypraski z matrycy

1

2

3

4

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Formowanie metodą Rama, a) kęs masy plastycznej w formie, b) prasowanie, c)

podniesienie uformowanego wyrobu z górną częścią formy, d) oddzielenie wyrobu

od formy, e) odparowanie wilgoci z formy gipsowej.

a)

Forma z twardego

gipsu

Masa

plastyczna

Próżnia

Próżnia

Porowate rurki

b)

Próżnia

Ciśnienie

c)

Ciśnienie

d)

e)

Ciśnienie

Ciśnienie

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Suszenie surowców

i półfabrykatów

Proces

suszenia

po

uformowaniu

mas

ceramicznych stosuje się w celu odparowania

wody, która była użyta do formowania. Zabieg

należy wykonać przed wypalaniem ze względu na

to, że woda, która znajduje się w uformowanej

masie wyparowała by zbyt szybko podczas

wypalania, powodując pękanie wyrobu.

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Rozróżnia się trzy rodzaje wody znajdującej

się w uformowanej masie:
-wodę swobodną (inaczej zwana błonkową, oddziela

ona od siebie ziarna materiału, tworzą się w ten

sposób powłoki na ziarnach),
-wodę kapilarną (zwana inaczej wodą porów, woda

ta wypełnia pory) oraz
-wodę adsorpcyjną (jest to woda, która gromadzi

się na powierzchni cząstek).

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Każdy z wymienionych rodzajów wody

odparowuje z uformowanej masy

ceramicznej z różną prędkością.

Najłatwiej

odparowuje

woda

swobodna,

a

najtrudniej

woda

adsorpcyjna.

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Wykres suszenia masy ceramicznej

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Schemat suszarni tunelowej.

1 - wentylator, 2,3 - żaluzje, 4 - kanał dopływu świeżego

powietrza, 5 - grzejniki, 6 - wózki z suszonymi wyrobami.

1

2

3

6

4

5

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Dekoracja materiałów

ceramicznych

W celu dekoracji wyrobów ceramicznych stosuje się drukowanie sitowe

(sitodruk). Do drukowania stosuje się różnego rodzaju pasty. Gęstą

pastę przeciska się przez sito matrycy, na powierzchnię znajdującą się

pod matrycą, za pomocą gumowej rakli, lub za pomocą zbiornika

ruchomego, który jest zaopatrzony w odpowiednią dyszę.

Schemat działania rakli

Podłoże

Nadrukowana

warstwa

Sito

Rakla

Kąt

natarcia

Odległość

sita od

podłoża

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Wytwarzanie materiałów ceramicznych i

kompozytów metodą formowania

i spiekania proszków

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Metalurgia Proszków to:

• Konkurencyjna metoda dla procesów

odlewania, kucia i obróbki ubytkowej.

• Stosowana gdy:

-temperatura topnienia jest zbyt wysoka

(W, Mo).

-twardość jest zbyt duża dla obróbki

skrawaniem.

- skala produkcji jest duża.

• Możliwość wytwarzania materiałów

porowatych i kompozytowych niemożliwych

do wytworzenia innymi metodami.

• Dobra zgodność wymiarowa.

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Z pośród produktów wytwarzanych metodami metalurgii

proszków

około

70%

trafia

do

przemysłu

samochodowego.

Części samochodowe wytwarzane metodami metalurgii proszków

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Części maszyn wytworzone przez spiekanie

Etapy wytwarzania spieków

- Wytwarzanie proszku
- Przygotowanie proszku
- Formowanie (prasowanie)
- Spiekanie
- Obróbka wykańczająca

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Mechaniczne

Fizykochemiczne

z fazy stałej

z fazy ciekłej

z fazy gazowej

elektrolityczna

redukowania

inne

zdzieranie

granulowanie

rozpylanie

zestalanie

z roztworów

wodnych

z roztworów

wodnych soli

frezowanie

ścieranie

tłuczenie

rozbijanie

rozpylanie i

rozdrabnianie

mechaniczne

rozkład

karbonylków

inne

Metody wytwarzania proszków

ze stopionych

soli

ze stopionych

soli

cieplnie ze

związków

chemicznych

Ogólna charakterystyka metod wytwarzania

proszku

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Wlot gazu

Ciekły metal

Próżniowy

piec indukcyjny

Zbiornik

Proszek

Proszek

drobnoziarnisty

Strefa

rozprężania

gazu

Dysza

gaz

gaz

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Schemat urządzenia do rozpylania metali; 1 – kadź, 2 – tygiel,

3 – dysza, 4 – komora rozpylania, 5 – proszek

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Schemat urządzenia do otrzymywania proszków metali przez

rozpylanie metodą DPG; 1 – ciekły metal, 2 – lejek z dyszą,

3 – woda, 4 – wirująca tarcza z łopatkami–klinami

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Przykłady kształtów proszków metali otrzymanych różnymi metodami

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Uproszczony schemat produkcji masowej proszków żelaza i

stali

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

1. Redukcja tlenków

2. Wyżarzanie

3. Odważenie proszków

4. Dodanie środków poślizgowych

5. Mieszanie

Początek mieszania Koniec mieszania

Przygotowanie proszku

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Mieszalniki i młynki

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Młyny bębnowe

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Schemat prasowania jednostronnego proszków; 1 – stempel górny,

2 – matryca, 3 – proszek, 4 – stempel dolny

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Schemat prasowania obwiedniowego proszków; 1 – obracający

się stempel, 2 – matryca, 3 – wypychacz, 4 – proszek

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Schemat urządzenia do prasowania kroczącego proszków;

1 – podłużna matryca, 2 – przesuwający się tłok metalowy,

3 – proszek

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Schemat walcowania proszków; 1 – walce, 2 – lej zasypowy, 3 – proszek

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Schemat wyciskania proszków bez osłony; 1 – matryca,

2 – rura stalowa, 3 – popychacz proszku, 4 – stempel,

5 – uformowany proszek

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Zasada odlewania gęstwy a) forma, b) zalewanie gęstwy,

c) uzyskana kształtka

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Schemat procesu technologicznego wytwarzania

materiałów spiekanych MA ODS

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Schemat procesu technologicznego spiekania stali szybkotnącej

metodą ASEA–STORA (ASP)

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Schemat procesu technologicznego węglików spiekanych

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Schemat wpływu składu chemicznego na wybrane własności

węglików spiekanych typu WC–Co

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

C

iś

ni

en

ie

p

ra

so

w

an

ia

Czas

C

iś

ni

en

ie

m

ak

sy

m

al

ne

Z

ak

re

s

od

ci

ąż

an

ia

1

2

5

3

4

N

ar

as

ta

ni

e

ci

śn

ie

na

Krzywa prasowania izostatycznego

Największy wpływ na własność wypraski ma etap odciążenia, który dzieli się na kilka

podzakresów. Oddzielenie elastycznej formy od wypraski rozpoczyna się w punkcie 1.

Zdarza się, że powierzchnia wypraski może przywierać do formy. Z tego powodu

konieczna jest redukcja prędkości odciążenia siły nacisku na wypraskę aż do zupełnego

oddzielenia wypraski od formy - punkt 2. Wtedy prędkość może ponownie wzrosnąć aż

do punktu 3. Na odcinku 3-4 ponownie należy zmniejszyć szybkość odciążenia ze

względu na rozprężające się powietrze zawarte w wyprasce, które może pogorszyć

własności wypraski

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

0

2,5

5

7,5

10

12,5

15

17,5

0

2,5

2,5

5

5

7,5

7,5

10

10

Odległość od osi, mm

W

ys

ok

oś

ć

w

yp

ra

sk

i,

m

m

Rozkład gęstości proszku niklu prasowanego

jednostronnie pod ciśnieniem 700 MPa

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Na gęstość wypraski wpływ mają:

•Rodzaj proszku,
•Metoda prasowania,
•Ciśnienie prasowania,
•Kształt formy,

Przy spiekaniu:

•Temperatura i czas spiekania,
•Zastosowana atmosfera
•Obecność fazy ciekłej

Rozkład gęstości w przekroju wypraski
prasowanej dwustronnie

Rozkład gęstości

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Ciśnienie prasowania mieści się w

zakresie 100 – 900 MPa,

rezultatem jest powstanie

kształtki “Green body”.



Prasowanie w matrycy



Prasowanie izostatyczne



Walcowanie

Powder Injection Molding (PIM)
dla małych elementów.

1. Zasypanie matrycy

2. Sprasowanie proszku

3. Usunięcie wypraski

Formowanie

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Schemat prasowania jednostronnego: a) zasypywanie proszku do matrycy,

b) prasowanie, c) usunięcie wypraski; 1 - stempel prasujący (ruchomy), 2

- stempel dolny (stały), 3 - matryca, 4 - kaseta zasypowa, 5 -

wyrzutnik, 6 – wypraska o wymiarach d i h

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Schemat

prasowania

dwustronnego

z

przeciwbieżnym

ruchem

stempli: a) zasypywanie proszku do matrycy, b) prasowanie, c) usuwanie

wypraski; 1 - stempel górny, 2 - stempel dolny, 3 - matryca, 4 - kaseta

zasypowa, 5 – wypraska

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Prasowanie dwustronne ze współbieżnym ruchem matrycy: a) zasypywanie

proszku, b) prasowanie, c) usuwanie wypraski; 1 - stempel górny, 2 -

stempel dolny, 3 - matryca, 4 - ruchomy stół matrycy, 5 - kaseta

zasypowa, 6 – wypraska

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Schemat rozkładu gęstości w wyprasce przy prasowaniu jednostronnym (a) i

dwustronnym(b): h - wysokość wypraski; strzałki wskazują kierunki działania

stempli względem matrycy

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

H1s, H2s - skoki robocze stempli, Hm - skok matrycy,

h1, h2 - wysokości wypraski, V01, V02 - objętości proszku w komorze

zasypowej, V1, V2 - odpowiednie objętości poszczególnych stopni wypraski

Prasowanie dwustronne ze

współbieżnym ruchem matrycy

wypraski

o

dwóch

wysokościach:

a) położenie zasypu, b) koniec

prasowania; 1 - stempel górny

ruchomy (prasujący), 2 -

stempel dolny ruchomy, 3 -

matryca,

4

-

komora

zasypowa z proszkiem, 5 -

wypraska, 6 - stempel dolny

stały, 7 - ogranicznik skoku

stempla 2, h1n, h2n -

wysokości komory

zasypowej,

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Charakterystyka wypraski

- wypraski płaskie o stałej

i małej wysokości: a/h < 1, d/h < 1.

Sposób prasowania

- prasowanie jednostronne.

Przykłady kształtów wyprasek.

Klasa I

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Charakterystyka wypraski

- wypraski o stałej wysokości, tulejki cienko

i grubościenne: d/h ≥ 1 .

Sposób prasowania

- dwustronne z przeciwbieżnym ruchem stempli

(dla małych wyprasek) lub ze współbieżnym ruchem stempla i matrycy

(ewentualnie z pływającą matrycą).

Przykłady kształtów wyprasek.

Klasa II

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Charakterystyka wypraski

- wypraski o dwóch stopniach wysokości, tulejki z

pojedynczym kołnierzem.

Sposób prasowania

- Prasowanie dwustronne ze współbieżnym ruchem

stempla i matrycy. Prasowniki z zespołem stempli, ewentualne przebijanie

warstwy proszku. Prasy wielokrotnego działania

Przykłady kształtów wyprasek.

Klasa III

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Charakterystyka wypraski

- Wypraski o trzech lub więcej stopniach wysokości,

tulejki z kołnierzami zewnętrznymi lub wewnętrznymi, które nie przylegają do

powierzchni czołowych.

Sposób prasowania

- Prasowanie dwustronne ze współbieżnym ruchem stempla

i matrycy. Złożona konstrukcja prasowników z dwoma zespołami stempli, ewentualne

przebijanie warstwy proszku. Prasy wielokrotnego działania

Przykłady kształtów wyprasek.

Klasa IV

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Uproszczony schemat produkcji masowej produktów z proszków

żelaza i stali c) formowanie wstępne i spiekanie,

d) obróbka wykończająca

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Formowanie wtryskowe proszku

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Metoda ta wzięła swój początek od formowania wtryskowego materiałów

polimerowych, stosowanego na szeroką skalę do wytwarzania materiałów

termoplastycznych. Umożliwia ona wykorzystanie zalet formowania

wtryskowego polimerów do wytwarzania materiałów metalowych,

ceramicznych

i

metalowo-ceramicznych.

Wzrost

zastosowania

formowania wtryskowego proszku PIM (Powder Injection Molding) jaki

przypada na kraje rozwinięte obejmuje już prawie każdą dziedzinę życia.

Szerokie zastosowania metody wynikają z możliwości wytwarzania

elementów o skomplikowanych kształtach, stosunkowo małej masie i

wysoko rozbudowanej powierzchni, co w przypadku innych metod

wytwarzania materiałów spiekanych jest wyjątkowo trudne lub też

niemożliwe. Dodatkowym atutem tej metody jest niewątpliwie możliwość

pominięcia obróbki plastycznej i ubytkowej, oraz związane z tym korzyści

ekonomiczne i ekologiczne. Formowanie wtryskowe proszku w porównaniu

do innych metod wytwarzania materiałów spiekanych ma silne tendencje

rozwojowe i z pewnością będzie metodą priorytetową w niedalekiej

przyszłości.

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Proszek

Lepiszcze

Rozpuszczalnik

Środek poślizgowy

MIESZANIE

GRANULACJA

WTRYSKIWANIE

DEGRADACJA

LEPISZCZA

SPIEKANIE

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Cząstka

Spoiwo

Para

P

ow

ie

rz

ch

ni

a

Otwarty por

Schemat degradacji termicznej

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Parowanie lepiszcza

Przepływający gaz

Kolejne stadia degradacji termicznej

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Polimer

C,
%

polietylen

0,11

poliizobutylen

0,10

poli(węglan
propylenu)

0,10

poli(metakrylan
metylu)

0,22

poli(tlenek etylen)

4,51

poli(butrynal
winylu)

1,83

metylan celulozy

10,5
1

Zawartość węgla po degradacji termicznej

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Pompa

próżniowa

N

ag

rz

ew

ni

ca

N

ag

rz

ew

ni

ca

Nagrzewnica

wodna

Kondensor

Zbiornik lepiszcza

Komora próżniowa

Gaz ochronny

Schemat urządzenia do degradacji termicznej

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Wlot

gazu

Wentylator

Kwas

Pompa

Nagrzewnice

Panel sterowania

180

Nagrzewnica

120

Schemat urządzenia do degradacji katalitycznej

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Cykl spiekania

100

200

300

400

500

600

700

800

900

100

200

300

400

500

1050

1100

1150

1200

1250

1300

1 hour

Sintering temperatures

1280ºC
1250ºC
1230ºC
1150ºC

Max. Tª achieve

500ºC
475ºC
450ºC
400ºC

0.5 hour

2 hours

2ºC/min

2ºC/min

5ºC/min

Vacuum

Ar

Sintering

Debinding

T

em

p

er

a

tu

re

(

ºC

)

Time (min)

MATERIAŁY CERAMICZNE I KOMPOZYTOWE

Skurcz około 30%