Formowanie wyrobów z wodnych zawiesin węglika krzemu metodą natryskową

• Autorzy: Zych Ł. , Kisilewicz M. , Stobierski L.

Warianty tytułu

EN

Consolidation of aqueous suspensions of silicon carbide by a spray forming method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca przedstawia wyniki badań prowadzonych nad uzyskaniem wodnych zawiesin węglika krzemu gwarantujących otrzymanie gęstych spieków SiC. W celu nadania odpowiednich parametrów mechanicznych uformowanym wyrobom do zawiesin wprowadzono środek wiążący - akryl. Podczas pracy wykonano badania właściwości reologicznych otrzymanych zawiesin połączone z ich optymalizacja pod kątem formowania metodą natrysku przy użyciu prototypowej aparatury zaprojektowanej w Katedrze Ceramiki Specjalnej, WIMIC, AGH. Aparatura ta pozwala uzyskać wyroby płaskie oraz o kształcie cylindrycznym. Kluczowym etapem formowania wyrobów okazało się właściwe odpowietrzenie zawiesiny. Uformowane wyroby były spiekane w temperaturach 2050 ºC i 2150 ºC. Uzyskano gęstości względne powyżej 97%. Zaobserwowano, że temperatura spiekania wpływa zarówno na gęstość materiałów, jak i na pokrój występujących w nich ziaren SiC.

EN

The paper presents the results of research on preparation of aqueous suspensions of silicon carbide for manufacturing dense SiC materials by means of sintering. Acrylic binder was added to the suspensions in order to ensure adequate mechanical properties of the consolidated green bodies. Rheological characteristics of the suspensions was studied and optimized in order to match the parameters to a novel spray forming technique. The spray forming of the suspensions was carried out using a prototype equipment designed at the Department of Special Ceramics of the Faculty of Materials Science and Ceramics, AGH-UST. The equipment allows flat or cylindrical products to be produced. A key step of the shaping process appeared to be proper de-airing of the suspensions. The consolidated bodies were sintered at 2050 ºC and 2150 ºC, and the resultant relative densities of SiC bodies exceeded 97%. It was observed that the sintering temperature affects the density of material and the morphology of grains.

Słowa kluczowe

PL

węglik krzemu; zawiesina wodna; formowanie natryskowe

EN

SiC; aqueous suspension; spray forming

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2013
• Tom: T. 65, nr 3
• Strony: 302--307
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz.

Twórcy

autor

Zych Ł.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, KCiMO, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Kisilewicz M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, KCiMO, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Stobierski L.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, KCiMO, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Fauchais, P.: Understanding Plasma Spraying, J. Phys. D: Appl. Phys., 37, (2004), 86– 108.
• [2] Stobierski, L.: Węglik krzemu: budowa, właściwości i otrzymywanie, Wyd. PTC, Kraków, (1996).
• [3] Baud, S., Thevenot, F., Pisch, A., Chatillon, C.: High Temperature Sintering of SiC with Oxide Additives: I. Analysis in the SiC-Al2O3 and Systems SiC-Al2O3-Y2O3, 23, J. Eur. Ceram. Soc., (2003), 1-8.
• [4] Prochazka ,S., Scanlan ,R.M.: Effect of Boron and Carbon on Sintering of SiC, 58, J. Am. Ceram. Soc., (1975), 72.
• [5] Stobierski, L., Gubernat, A.: Sintering of Silicon Carbide I. Effect of Carbon, Ceram. Int., 29, (2003), 287-292.
• [6] Stobierski, L., Gubernat, A.: Sintering of Silicon Carbide II. Effect of Boron, Ceram. Int., 29, (2003), 355-361.
• [7] Kisilewicz, M.: Formowanie wyrobów z wodnych zawiesin węglika krzemu, Praca magisterska,WIMIC, AGH, Kraków (2010).
• [8] Wang, X.H., Hirata, Y.: Colloidal Processing and Mechanical Properties of SiC with Al2O3 and Y2O3, J. Ceram. Soc. Jpn., 112, (2004), 22-28.
• [9] Stobierski, L., Lis ,J., Gubernat, A.: SiC Powder for Casting from Aqueous Suspension, Adv. Sci. Tech., 45, (2006), 297-302.
• [10] Moreno, R.: The Role of Slip Additives in Tape Casting Technology part II – Binders and Plasticizers, Am. Ceram. Soc. Bull., 71, (1992), 1647-1657.
• [11] Gurak, N.R., Josty, P.L., Thompson, R.J.: Properties and Uses of Synthetic Emulsion Polymer as Binder in Advanced Ceramics Processing, Am. Ceram. Soc. Bull., 66, (1987), 1495-1497.
• [12] Zhou, R., Jiang, Y., Liang, Y., Zheng F., Chen, Y.: Dispersion Behaviour of Laser-synthesized Nanometric SiC Powders in Aqueous Medium with Ammonium Polyacrylate, Ceram. Int., 28, (2002), 847–853.
• [13] Grabowski, G.: Węglik krzemu spiekany z różnymi dodatkami węgla, Mater. Ceram., 60, (2008), 278-280.
• [14] Pradhan, M., Bhargava, P.: Influence of Sucrose Addition on Rheology of Alumina Slurries Dispersed with a Polyacrylate Dispersant, J. Am. Ceram. Soc., 88, (2005), 833–838.
• [15] Schuster, P., Zundel, G., Sandorfy, C.: The Hydrogen Bond, Recent developments in theory and experiments, III Dynamics, Thermodynamics and Special Systems, Wyd. North-Holland Publishing Company, Amsterdam, (1976).
• [16] Saravanan, L., Subramanian, S., Vishu, A.B., Kumar, S., Tharanathan, R.N.: Surface Chemical Studies on SiC Suspension in the Presence of Chitosan, Ceram. Int., 32, (2006), 637–646.
• [17] Cicero, G., Catellani, A., Galli, G.: Interaction of Water Molecules with SiC (001) Surfaces, J. Phys. Chem. B, 19, (2004), 637-646.
• [18] Garrett, P.R., Wicks, S.P., Fowles, E.: The Effect of High Volume Fractions of Latex Particles on Foaming and Antifoam Action in Surfactant Solutions, Coll. Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects, 282–283, (2006), 307–328.
• [19] Stobierski, L., Lis, J., Gubernat, A.: Otrzymywanie Proszków {SiC} Przeznaczonych do Formowania Technikami Odlewniczymi, Ceramika, 96, (2006), 541-546.