Keramische Productie Beheersen: Proces, Uitdagingen en Oplossingen

Vandaag omvat de term keramiek een veel breder scala aan materialen, waaronder metalenoxiden, nitriden en carbiden. Deze materialen worden gebruikt in toepassingsgebieden van huishoudelijke artikelen tot hoogpresterende tools voor industriële toepassingen.

Naast hun grote hardheid zijn keramieken ook bestendig tegen thermische en chemische invloeden, wat ze zeer geschikt maakt voor toepassingen waar het product blootgesteld is aan hoge mechanische of thermische belasting.

In dit artikel informeren wij u over de volgende 3 aspecten waar u zich op moet richten tijdens het productieproces van keramiek:

• Keramische vormgevingsmethoden,
• Het sinterproces, en
• De problemen die kunnen optreden tijdens het productieproces.

Na het lezen van dit artikel kunt u het volledige productieproces beter sturen en potentiële problemen effectiever oplossen.

1. Vereiste keramische vormgevingsmethoden

Keramische vormgevingsmethoden omvatten draaien, slip casting, tape-casting, freeze-casting, injectiegieten, droogpersen, hete isostatische persing (HIP) en anderen.

Methoden om keramische poeders in complexe vormen te gieten, zijn gewenst in veel technologiegebieden. Dergelijke methoden zijn vereist voor de productie van geavanceerde, hogetemperatuur structurele onderdelen zoals warmtemotorcomponenten en turbines.

Materialen anders dan keramiek die in deze processen worden gebruikt, kunnen zijn: hout, metaal, water, gips en epoxy – waarvan de meeste bij het bakken verdwijnen.

Deze vormgevingsmethoden zijn bekend om het leveren van gereedschappen en onderdelen met dimensionele stabiliteit, oppervlakkwaliteit, hoge dichtheid en microstructuuruniformiteit.

2. Het allerbelangrijkste sinterproces

Het basisprincipe van de sinteringsmethode is simpel. Maar we moeten oppassen voor de details.

2.1 Het chemische principe van het sinterproces

De bak temperatuur is lager dan het smeltpunt van de keramiek.

Eenmaal een droog billet gemaakt, wordt het in de oven gebakken. Hier zal het diffusieproces van atomen en moleculen grote veranderingen veroorzaken in de belangrijkste microstructurele kenmerken.

Deze veranderingen omvatten de geleidelijke eliminatie van porositeit, meestal door krimp van het materiaal, waardoor het overal dichter wordt. Op deze manier kunnen de poriën in het object gesloten worden, wat resulteert in een hogere dichtheid van het materiaal, waardoor de sterkte en slijtvastheid van het materiaal sterk toenemen.

De uiteindelijke microstructuur en fysieke eigenschappen van het product zijn gerelateerd aan de vorm van de structurele sjabloon of aan de precursor van het product die aan het begin van de chemische synthese en fysieke vorming is gecreëerd.

Daarom spelen chemisch poeder en polymerverwerking een belangrijke rol in de synthese van industriële keramieken, glas en glaskeramieken.

2.2 Methodes om productkwaliteit te verbeteren tijdens het sinterproces

Er zijn veel manieren om de productkwaliteit tijdens het sinterproces te verbeteren. Een van de meest gangbare praktijken is om druk op het productblank toe te passen, waardoor het vanaf het begin zeer dicht wordt, wat de benodigde sintertijd vermindert.

Organische bindmiddelen zoals polyvinylalcohol kunnen soms worden toegevoegd om de productblanks dichter bij elkaar te brengen; deze organische bindmiddelen verbranden bij temperaturen van 200 – 350 °C.

Soms kunnen organische smeermiddelen worden toegevoegd wanneer druk wordt toegepast. Over het algemeen kunnen deze methoden gecombineerd worden, zoals het toevoegen van een bindmiddel en een smeermiddel aan het poeder, en vervolgens druk uitoefenen op de blank.

De vorming van chemische additieven is een ander probleem op zich, dat een zeer belangrijke rol speelt in de productie van hoogpresterende keramieken. Deze keramieken worden wijd gebruikt in elektronische apparaten, condensatoren, spoelen, sensoren, en dergelijke.

3. Problemen die tijdens het productieproces kunnen optreden

Er kunnen enkele problemen bestaan in het productieproces. In dit deel introduceren we drie hoofddoelen en bieden enkele oplossingen.

A. Deformatie

De deformatie van het product is de meest voorkomende en ernstige defect in de keramische industrie, zoals de diameter van de cylinder die niet rond is, en de geometrische vorm die onregelmatige veranderingen vertoont.

De hoofdoorzaak is een onjuiste oven-droogmethode. Daarnaast kan een snelle temperatuursverandering wanneer het product wordt voorverwarmd en snel opgewarmd, ook leiden tot deformatie. Te hoge bak temperaturen kunnen een groot aantal deformatiedefecten veroorzaken.

B. Scheuren

De oorzaak van scheuren op het productoppervlak is dat de voorverhittingstemperatuur te snel stijgt en daarna direct het afkoelproces plaatsvindt, wat resulteert in ongelijke krimp binnenin en buiten het product.

C. Schuimen

Bellen op het productoppervlak worden voornamelijk veroorzaakt door onvoldoende oxidatie van de ontbinding in de porseleinschijf en de glazuur, en de restanten van verbrand materiaal worden niet volledig geëlimineerd.

In de billet glazuur is de inhoud van sulfaat en organische onzuiverheden ook een hoofdoorzaak van schuimvorming van het product.

Dit was de kwaliteitscontrole over keramieken. Laat gerust uw reacties achter en aarzel niet om contact met ons op te nemen als u vragen heeft!

Let op: Wij bezitten niet de rechten op de afbeeldingen in dit artikel. Neem contact op als deze aan u toebehoren, dan verwijderen wij ze zo snel mogelijk.