The Use of Colloidal Solutions of Zinc Oxide Nanoparticles in Investment Casting Technology

• Autorzy: Nowicki P. , Tokarski T. , Hutera B. , Stypuła B.

Identyfikatory

DOI

10.2478/amm-2014-0231

Warianty tytułu

PL

Wykorzystanie koloidalnych roztworów nanocząstek tlenku cynku w technologii wytapianych modeli

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Studies presented here are relevant to the investment casting technology. The wettability of wax by the colloidal solutions of ZnO nanoparticles was tested in the following environments: esters, heptyl acetate (OH), butyl acetate (OB) and in alcohols: methanol (M), ethanol (E) and propanol (P). All colloidal solutions of ZnO showed very high effectiveness in wetting of the unmodified wax surface. Next, onto the surface modified with colloidal solutions of ZnO, a liquid ceramic slurry was applied (CMC). The wettability of the modified wax surface by the ceramic slurry is strongly dependent on the structure of organic solvents (the number of the functional groups of -OH, -COOH and the length of carbon chains). As regards the modifier (ZnO), the best wax wettability by CMC was achieved applying previously onto the surface of the wax a colloidal solution of ZnO nanoparticles in butyl acetate (OB). The contact angle amounted to about 38 deg. Studies using scanning electron microscopy (SEM) and X-ray microanalysis (XRD) allowed an assessment of the effect of colloidal solutions of ZnO nanoparticles on the wax - CMC interface morphology.

PL

Zaprezentowane badania mają znaczenie dla technologii wytwarzania odlewów metodą wytapianych modeli. Przeprowadzono badania zwilżalności wosku przez koloidalne roztwory nanocząstek ZnO w estrach: octanie heptylu (OH), octanie butylu (OB) oraz w alkoholach: metanolu (M), etanolu (E) i propanolu (P). Wszystkie koloidalne roztwory ZnO bardzo dobrze zwilżały powierzchnie surowego wosku. Na tak modyfikowaną powierzchnię (koloidalnymi roztworami ZnO) nanoszono ciekłą masę ceramiczną (CMC). Zwilżalność modyfikowanej powierzchni wosku przez masę ceramiczną silnie zależy od struktury organicznego rozpuszczalnika (ilości grup funkcyjnych -OH, -COOH oraz długości łańcucha węglowego). W przypadku modyfikatora (ZnO) najlepsza zwilżalność wosku przez CMC osiągano nanosząc uprzednio na jego powierzchnieękoloidalny roztwór nanocząstek ZnO w octanie butylu (OB). Kąt zwilżania wynosił ok. 38deg. Badania z wykorzystaniem mikroskopii skaningowej (SEM) i mikroanalizy rentgenowskiej (XRD) pozwoliły ocenić wpływ koloidalnych roztworów nanocząstek ZnO na morfologię granicy faz wosk-CMC.

Słowa kluczowe

EN

investment casting; colloidal slurry; physical properties; nanoparticles

PL

modele wytapiane; roztwór koloidalny; właściwości fizyczne; nanocząstki

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 59, iss. 4
• Strony: 1355--1359
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Nowicki P.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Foundry Engineering, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Tokarski T.

• Faculty of Non-Ferrous Metals, 23 Reymonta Str., 30-059 Kraków, Poland

autor

Hutera B.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Foundry Engineering, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Stypuła B.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Foundry Engineering, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] S. Jones, C. Yuan, Journal of Materials Processing Technology 135, 258-265 (2003).
• [2] S. Jones, P.M. Marquis, Brit. Ceram. Trans 94, (1995).
• [3] S. Nobuo, Trans. Japan Foundryman’s Soc. 9, 33-38 (1990).
• [4] A. Karwiński, P. Wieliczko, W. Leśniewski, Inżynieria i Aparatura Chemiczna 5, 58-60 (2006).
• [5] B. Hutera, B. Stypuła, P. Nowicki i inni P.398187A1, 09.02 (2013).
• [6] D. Liao, Z. Fan, W. Jiang, E. Shen, D. Liu, Journal of Materials Processing Technology (2011).
• [7] B. Stypuła, J. Banaś, T. Habdang-Wojewódzki, H. Krawiec, M. Starowicz, Polish Patent No. P-369 320, (2004).
• [8] B. Stypuła, M. Starowicz, M, Hajos, E. Olejnik, Archives of Metallurgy and Materials 56, 287-292 ( 2011).
• [9] B. Hutera, A. Kmita, E. Olejnik, T. Tokarski, Archives of Metallurgy and Materials 58, 489-491 (2013).
• [10] B. Stypuła, A. Kmita, M. Hajos, Materials Science (In Press).
• [11] K. Smyksy, A. Kmita, B. Hutera, D. Drożyński, B. Stypuła, M. Hajos, M. Starowicz, Metallurgija (in press).