Электрофоретическое формование

Для успешного электрофоретического формования керамики глинозема не достаточно выполнить лишь операцию электрофоретического осавдения. Необходимый этап - снятие сырой заготовки с оправки без разрушения; кроме того, необходимо, чтобы исходный порошок соответствовал условиям последующего спекания и выбранному способу формования. Необходимо обратить внимание на специфические особенности некоторых составов.



Кратко эти вопросы обсуждаются в настоящем разделе. Кроме того, рассматриваются некоторые проблемы, связанные с увеличением размеров изделий, оцениваются также основные особенности и ограничения этого метода. Рассмотрим опыт применения метода электрофоретического формования, накопленный фирмой "Дженерал электрик". Обсуждение других разновидностей этого метода, а также основополагающие сведения по электрофорезу можно найти в работе Пауэрса цитированной им литературе. Электрофоретическое формование включает в себя осаждение частиц диаметром 1 мкм из суспензжи под действием электрического поля.

В соответствии с теорией Гданкера и Вервея главная роль электрического поля заключается в уплотнении осажденных частиц на электроде, т.е. на формообразующей оправке. Количество осадка определяется уравнением Гамакера, где масса осадка (г), полученного за время ; С - концентрация осаждаемых частиц (г/см3) в суспензии на основе органической жидкости, г - напряженность электрического поля (В/см), подвижность частиц см2, площадь электрода (см 2). Коэффициент указывает на долю движущихся частиц в непосредственной близости от электрода, на котором происходит осаждение.

Если А, С, и легко контролируемые внешние параметры, то зависит от двойного электрического слоя, образованного на поверхности раздела между частицами глинозема и органической дисперсионной средой, в которой эти частицы диспергированы. В лаборатории фирмы "Дкенерал электрик" вначале использовали амиловый спирт в качестве дисперсионной среды, главным образом из-за его диэлектрических свойств. Однако при выборе этого вещества сыграли свою роль и практические соображения, такие, как относительная безопасность и доступность.

Обычно стараются сократить время осаадения, используя предельно высокие концентрацию частиц и напряженность поля. Чаще всего работают с концентрацией 0,5 г. глинозема на 1 см3 амилового спирта, поскольку при более высоких концентрациях возникают проблемы, связанные с высокой текучестью осадка. Рабочее напряжение ограничивают значением 500В, поскольку при более высоком напряжении начинают протекать нежелательные электрохимические реакции.

Получающиеся при этом газообразные продукты разложения электролита приводят к образованию в сыром изделии больших пор (размером до десятков микрометров). Такие большие поры обычно не исчезают при последующем спекании. Электрофоретическое осаждение используется как метод получения покрытий толщиной около ОД мм в течение последних сорока лет, но как метод формования керамических изделий оно получило развитие относительно недавно.

Дата размещения: 24-11-2019, 14:38