Đúc phun gốm thiêu kết lạnh (CS)

Quá trình cơ bản của ép phun gốm Công nghệ CS là thêm một lượng nhỏ dung dịch nước vào bột gốm để làm ướt các hạt, và vật liệu bề mặt của bột bị phân hủy và hòa tan một phần trong dung dịch, tạo ra pha lỏng giữa bề mặt tiếp xúc giữa các hạt. Bột được làm ướt được đổ vào khuôn, gia nhiệt khuôn và đồng thời tạo áp suất lớn. Sau khi duy trì áp suất trong một khoảng thời gian, vật liệu gốm đặc có thể được tạo ra. Trong quá trình này, cấu trúc vi mô của vật liệu gốm tiến hóa như hình ảnh cho thấy.

Mặc dù có nhiều yếu tố ảnh hưởng có hệ thống đến quá trình CS, nhưng thiết bị được sử dụng trong công nghệ này tương đối đơn giản. Thiết bị CS gốm chủ yếu bao gồm một máy ép thông thường, hai tấm gia nhiệt được lắp ở trên và dưới máy ép, và một lớp vỏ gia nhiệt điều khiển điện tử cũng có thể được quấn quanh khuôn để làm nóng bột.

Thiêu kết áp suất dao động cho khuôn ép phun gốm sứ (OPS)

Nhiều công nghệ thiêu kết áp suất hiện có sử dụng áp suất tĩnh không đổi. Việc đưa áp suất tĩnh vào trong quá trình quá trình thiêu kết giúp loại bỏ lỗ rỗng và cải thiện mật độ gốm, nhưng rất khó để ion hóa hoàn toàn và liên kết cộng hóa trị các loại gốm đặc biệt. Việc loại bỏ lỗ rỗng bên trong vật liệu vẫn còn một số hạn chế nhất định đối với việc chế tạo vật liệu có độ bền cực cao, độ dẻo dai cao, độ cứng cao và độ tin cậy cao.
Những lý do chính gây ra hạn chế của phương pháp thiêu kết áp suất tĩnh HP được phản ánh ở 3 khía cạnh sau:

• ① Trước khi bắt đầu thiêu kết và trong giai đoạn đầu của quá trình thiêu kết, áp suất không đổi không thể thực hiện hoàn toàn việc sắp xếp lại các hạt bột trong khuôn để đạt được mật độ đóng gói cao;
• ② Ở giai đoạn giữa và sau của quá trình thiêu kết, dòng chảy dẻo và việc loại bỏ các chất kết tụ vẫn còn hạn chế, khó đạt được độ đặc đồng đều hoàn toàn của vật liệu;
• ③ Ở giai đoạn sau của quá trình thiêu kết, rất khó để loại bỏ hoàn toàn các lỗ rỗng còn sót lại bằng áp suất không đổi.

Để đạt được mục tiêu này, nhóm nghiên cứu của tác giả đã đề xuất một ý tưởng thiết kế mới, đó là áp dụng áp suất dao động động để thay thế áp suất tĩnh không đổi hiện có trong quy trình thiêu kết bột, đồng thời dẫn đầu thế giới trong việc phát triển công nghệ và thiết bị OPS. Dưới tác động của áp suất không đổi tương đối lớn, một áp suất dao động với tần số và biên độ có thể điều chỉnh được chồng lên nhau để biến “lực chết” được áp dụng trong quá trình thiêu kết truyền thống thành “lực mạnh”. Sơ đồ nguyên lý và nguyên lý của thiết bị ghép áp suất dao động được thể hiện trong hình.

Công nghệ OPS mới có những ưu điểm độc đáo trong việc chế tạo vật liệu có mật độ gần lý thuyết (lớn hơn 99,9% mật độ lý thuyết), ít khuyết tật và cấu trúc hạt siêu mịn. Độ tin cậy mang đến một phương pháp tiếp cận mới.