การฉีดขึ้นรูปเซรามิก การเผาแบบเย็น (CS)

กระบวนการพื้นฐานของ การฉีดขึ้นรูปเซรามิก เทคโนโลยี CS คือการเติมสารละลายน้ำปริมาณเล็กน้อยลงในผงเซรามิกเพื่อทำให้อนุภาคเปียก จากนั้นวัสดุพื้นผิวของผงจะสลายตัวและละลายบางส่วนในสารละลาย ทำให้เกิดเฟสของเหลวระหว่างรอยต่อระหว่างอนุภาค นำผงที่เปียกแล้วใส่ลงในแม่พิมพ์ ให้ความร้อนแม่พิมพ์ และออกแรงกดสูงพร้อมกัน หลังจากรักษาแรงกดและคงความดันไว้ระยะหนึ่ง ก็จะสามารถเตรียมวัสดุเซรามิกที่มีความหนาแน่นสูงได้ ในกระบวนการนี้ โครงสร้างจุลภาคของ วัสดุเซรามิก พัฒนาไปตามภาพที่แสดง

แม้ว่าจะมีปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อกระบวนการ CS ในระบบอยู่หลายประการ แต่อุปกรณ์ที่เทคโนโลยีนี้ใช้ก็ค่อนข้างเรียบง่าย อุปกรณ์ CS เซรามิกส่วนใหญ่ประกอบด้วยเครื่องอัดธรรมดา แผ่นทำความร้อนสองแผ่นที่ติดตั้งไว้ที่ด้านบนและด้านล่างของเครื่องอัด และยังสามารถพันแจ็คเก็ตทำความร้อนที่ควบคุมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์รอบแม่พิมพ์เพื่อให้ความร้อนกับผงได้อีกด้วย

การเผาผนึกด้วยแรงดันแบบสั่นสำหรับการฉีดขึ้นรูปเซรามิก CIM (OPS)

เทคโนโลยีการเผาผนึกด้วยแรงดันที่มีอยู่ในปัจจุบันใช้แรงดันคงที่ การนำแรงดันคงที่มาใช้ในระหว่าง กระบวนการเผาผนึก ช่วยขจัดรูพรุนและเพิ่มความหนาแน่นของเซรามิก แต่การทำให้เซรามิกชนิดพิเศษเกิดการแตกตัวเป็นไอออนอย่างสมบูรณ์และเกิดพันธะโควาเลนต์นั้นทำได้ยาก การกำจัดรูพรุนภายในวัสดุยังคงมีข้อจำกัดบางประการสำหรับการเตรียมวัสดุที่มีความแข็งแรงสูงเป็นพิเศษ ความเหนียวสูง ความแข็งสูง และความน่าเชื่อถือสูง
เหตุผลหลักของข้อจำกัดของการเผาผนึกด้วยแรงดันคงที่ HP สะท้อนให้เห็นใน 3 ประเด็นต่อไปนี้:

• ① ก่อนเริ่มการเผาและในระยะเริ่มต้นของการเผา แรงดันคงที่ไม่สามารถทำให้เกิดการจัดเรียงอนุภาคของผงในแม่พิมพ์เพื่อให้ได้ความหนาแน่นในการอัดสูงได้อย่างสมบูรณ์
• ② ในช่วงกลางและระยะหลังของการเผาผนึก การไหลของพลาสติกและการกำจัดกลุ่มก้อนยังคงมีจำกัด และเป็นการยากที่จะบรรลุความหนาแน่นของวัสดุที่สม่ำเสมอสมบูรณ์
• ③ ในระยะหลังของการเผา เป็นเรื่องยากที่จะกำจัดรูพรุนที่เหลือออกให้หมดด้วยแรงดันคงที่

ด้วยเหตุนี้ กลุ่มวิจัยของผู้เขียนจึงได้เสนอแนวคิดการออกแบบใหม่โดยการนำแรงดันสั่นแบบไดนามิกมาใช้แทนแรงดันสถิตคงที่ที่มีอยู่ในกระบวนการเผาผง และเป็นผู้นำในการพัฒนาเทคโนโลยีและอุปกรณ์ OPS ระดับโลก ภายใต้แรงดันคงที่ที่ค่อนข้างสูง แรงดันสั่นที่สามารถปรับความถี่และแอมพลิจูดได้จะถูกซ้อนทับเพื่อเปลี่ยน “แรงตาย” ที่ใช้ในการเผาแบบดั้งเดิมให้เป็น “พลัง” แผนภาพวงจรของอุปกรณ์และหลักการควบรวมแรงดันสั่นแสดงไว้ในภาพ

เทคโนโลยี OPS ใหม่มีข้อได้เปรียบที่เป็นเอกลักษณ์ในการเตรียมวัสดุที่มีความหนาแน่นใกล้เคียงเชิงทฤษฎี (มากกว่า 99.9% ของความหนาแน่นเชิงทฤษฎี) ข้อบกพร่องต่ำ และโครงสร้างจุลภาคของเมล็ดละเอียดพิเศษ และความน่าเชื่อถือยังเสนอแนวทางใหม่อีกด้วย