Moldagem por injeção de cerâmica e sinterização a frio (CS)

O processo básico de moldagem por injeção de cerâmica A tecnologia CS consiste em adicionar uma pequena quantidade de solução aquosa ao pó cerâmico para umedecer as partículas, decompondo e dissolvendo parcialmente o material da superfície do pó na solução, gerando assim uma fase líquida entre a interface partícula-partícula. Introduza o pó umedecido no molde, aqueça-o e aplique uma forte pressão simultaneamente. Após manter a pressão por um período de tempo, um material cerâmico denso pode ser preparado. Durante esse processo, a microestrutura do material cerâmico evolui. como mostra a imagem.

Embora existam muitos fatores de influência sistemática no processo de CS, o equipamento usado por essa tecnologia é relativamente simples. O equipamento de CS de cerâmica inclui principalmente uma prensa comum, duas placas de aquecimento instaladas na parte superior e inferior da prensa, e uma camisa de aquecimento controlada eletronicamente também pode ser enrolada ao redor do molde para aquecer o pó.

Sinterização por pressão oscilante para moldagem por injeção de cerâmica CIM (OPS)

Várias tecnologias de sinterização por pressão existentes utilizam pressão estática constante. A introdução da pressão estática durante a processo de sinterização Ajuda a eliminar poros e a melhorar a densidade da cerâmica, mas é difícil ionizar completamente e ligar covalentemente cerâmicas especiais. A exclusão de poros no interior do material ainda apresenta certas limitações para a preparação desejada de materiais de ultra-alta resistência, alta tenacidade, alta dureza e alta confiabilidade.
As principais razões para as limitações da sinterização por pressão estática HP são refletidas nos 3 aspectos a seguir:

• ① Antes do início da sinterização e no estágio inicial da sinterização, a pressão constante não pode realizar totalmente o rearranjo das partículas do pó no molde para obter uma alta densidade de compactação;
• ② Nos estágios intermediário e posterior da sinterização, o fluxo plástico e a eliminação de aglomerados ainda são limitados, sendo difícil atingir a densificação uniforme completa do material;
• ③ No estágio posterior da sinterização, é difícil eliminar completamente os poros residuais com pressão constante.

Para tanto, o grupo de pesquisa do autor propôs uma nova ideia de projeto: a introdução de pressão oscilante dinâmica para substituir a pressão estática constante existente no processo de sinterização de pó, e assumiu a liderança no desenvolvimento de uma tecnologia e equipamento OPS no mundo. Sob a ação de uma pressão constante relativamente grande, uma pressão oscilante com frequência e amplitude ajustáveis ​​é sobreposta para transformar a "força morta" aplicada na sinterização tradicional em "vigor". O diagrama esquemático do dispositivo de acoplamento de pressão oscilante e o princípio são mostrados na figura.

A nova tecnologia OPS tem vantagens exclusivas para a preparação de materiais com densidade próxima à teórica (maior que 99,9% da densidade teórica), poucos defeitos e microestrutura de grãos ultrafinos. A confiabilidade e a confiabilidade oferecem uma nova abordagem.