(64kB)
GEL CASTING (2kB)

Metoda gelcasting znajduje coraz szersze zastosowanie w formowaniu tworzyw ceramicznych z wykorzystaniem nieplastycznych proszków ceramicznych. Dzięki wykorzystaniu tej metody możliwe jest formowanie elementów ceramicznych odznaczających się dużą wytrzymałością mechaniczną, wysoką jednorodnością oraz skomplikowanym kształtem. Idea metody gelcasting opiera się na połączeniu dwóch dziedzin nauki - ceramiki i chemii polimerów. Formowanie tą metodą polega na przeprowadzeniu wewnątrz ceramicznej masy lejnej kontrolowanej reakcji polimeryzacji monomeru organicznego. Po przeprowadzeniu reakcji polimeryzacji "in situ" ziarna proszku ceramicznego zostają zablokowane, co pozwala na uzyskanie odlewu ceramicznego odwzorowującego skomplikowany kształt formy. Bardzo duży wpływ na właściwości fizyczne, a głównie na wytrzymałość mechaniczną surowej kształtki mają wpływ właściwości powstałego w trakcie procesu formowania polimeru. Masa w swym składzie oprócz podstawowych składników takich jak proszek ceramiczny (np.Al2O3), rozpuszczalnik, upłynniacz (zapewniający odpowiednie właściwości reologiczne) zawiera również monomer organiczny oraz inicjator reakcji polimeryzacji. Prowadzone w naszym Zespole prace skupiają się głównie na optymalizacji składu oraz warunków prowadzenia procesu formowania tworzyw ceramicznych. W przeprowadzonych badaniach formowane były kształtki ceramiczne zawierających w swym składzie nowe wodorozpuszczalne monomery organiczne takie jak akrylan 2-hydroksyetylu lub akrylan 2,3-dihydroksypropylu, które stanowią alternatywę w stosunku do szerokiej grupy, toksycznych monomerów, których przykładem może być akrylamid. Mając na względzie aspekt ochrony środowiska a także przebieg procesu w badaniach skupiono się jedynie na wodorozpuszczalnych monomerach organicznych. Przeprowadzone badania dowodzą, iż ilość oraz rodzaj zastosowanego monomeru ma decydujący wpływ na właściwości formowanego wyrobu, co na dalszym etapie pozwala na projektowanie i otrzymywanie tworzyw ceramicznych odznaczających się z góry założonymi właściwościami.
Zalety metody gelcasting

  • gelcasting ma zastosowanie w zaawansowanych technologiach otrzymywania tworzyw ceramicznych (advanced ceramics) wykorzystujących między innymi: Al2O3, Si3N4, ZrO2, SiC, Al2TiO5 oraz kompozyty,
  • możliwe jest prowadzenie procesu z wykorzystaniem wody jako rozpuszczalnika,
  • gelcasting pozwala na formowanie elementów o skomplikowanym kształcie,
  • proces formowania może być zautomatyzowany,
  • wykorzystanie tej metody pozwala na obniżenie kosztów produkcji,
  • właściwości formowanego elementu mogą być znacznie lepsze niż w przypadku wykorzystania tradycyjnych metod,
  • proces nie wymaga zastosowania specjalnych dodatków jak np. środki zapobiegające pienieniu, środki poślizgowe,
  • możliwe jest uzyskanie mas o dużym stężeniu fazy stałej, rzędu 50-65% obj.,
  • dodatek substancji organicznych (monomeru) wynosi w granicach 3 do 5% wag.,
  • dzięki dużej wytrzymałości mechanicznej możliwa jest obróbka w stanie surowym,

Przykłady zastosowania:
wirniki turbin,
osłony radiolokatorów,
elementy akceleratorów cząstek,
wymienniki ciepła,
anteny,
osłony termiczne,
medycyna.






góra strony           strona główna          admin