Изготовление высокоплотной керамики по ОКТ

[sc_lab]

Здравствуйте!

Проблема в следующем. Необходимо получить никель-цинковый феррит с плотностью не менее 5,2 г/см3. Шихта приготовлена (по ОКТ - обычной керамической технологии) , приготовлен пресс-порошок с добавлением 5% ПВС по массе порошка (вводился раствором, гранулировался, перетирался многократно через сито 0,14). Давление при одноосном прессовании - 1500 кг/см2. Сразу же на заготовках измерялась плотность с учетом связки и воды. Результат не впечатляет, в лучшем случае - 3,5-4г/см3. Такое ощущение, что запресовывается немалое кол-во воздуха в образец. Имеются весьма обоснованные сомнения, что обжиг сильно плотность не поднимет.
Может ли кто-то подсказать, из теории или практики, что можно предпринять, чтобы поднять плотность. Изостата нет, вакуума на прессе нет. Горячее прессование не предлагать, поскольку речь идет об образце большого размера и сложной форме. Может быть изменить тип и содержание связки, чтоб улучшить скольжение частиц при формовании? Или.....?

[Sta]

После обычного прессования плотности выше 50-60% почти и не бывает. Это совершенно не значит, что керамика не спечется до 95-99%. Например, лазерную керамику (прозрачную, практически без пор) получают спеканием заготовок плотностью 40-45%. И все замечательно получается. Тут гораздо важнее способность порошка спекаться. Если он крупный, не склонный к спеканию, то и получив заготовку с плотностью 85% после спекания плотнее не станет. А если у Вас нанопорошок, то все замечательно усядет. Если есть желание более плотные заготовки получать, то нужно шликеры готовить водные или термопластичные. Но это нужно специальное оборудование и некоторые знания технологии. А так, попробуйте нанопорошки найти или хотябы добавить в основную массу, процентов 5-10. Маловероятно, что прессоваться лучше будет, может и наоборот. Но спекаемость повысится.
Пи.Си. Спекать в вакууме лучше

[sc_lab]

Спасибо за ответ! Для литья оборудование есть, технология тоже известна, но к сожалению, старая. Известен лишь способ приготовления шликера путем смешения при нагревании парафина, воска и шихты. Может быть, уже известно что-то более новое и эффективное, что можно использовать в качестве связки при литье? И неужели литье, где используется гораздо большее кол-во связки, способно увеличить плотность изделий по сравнению с одноосным прессованием?
Можно подробнее про технологию лазерной керамики? Какой техпроцесс, какие его особенности, какой качественный состав шихты? Может быть, что-то полезное для прессования ферритов можно оттуда почерпнуть?

[Sta]

Особенности лазерной керамики если кратенько, то минут на сорок выйдет. Это как особенности боинга описать. Если в двух словах - порошки 100- 200 нм, не агломерированные!, компактирование или водные шликеры или одноосное прессование, потом изостатическое, затем выжиг связки и спекание в высоком вакууме.
А парафин зря Вам не нравится, хорошо смазывает. Одноосное прессование - худшее, что можно для компактирования придумать. Если таблеточки маленькие нужны, то еще нормально, а если толстые и большие образцы, то совершенно бесполезно. По высоте пресс-формы давление почти экспоненциально падает. Если рядом с пуансоном плотность процентов 60, то в середине и 30% может не быть. От дисперсного состава зависит. Крупные порошки замечательно пресуются, но почти не спекаются. Нанопорошки легко перепрессовать, прессовка как слоеный пирог расслаивается.

[Агдамыч]

Что-ж Вы так с места в карьер спекание отметаете? Прессование со связкой - это просто этап подготовительный перед спеканием. И какой-бы супер-пупер связка ни была - максимум плотности 60%. Воздух не обязательно запрессовывается (зависит многое от размера порошков), поэтому применяют спекание под вакуумом. Другие способы повысить плотность (уменьшить пористость): горячее прессование после спекания (инертный газ под давлением и температура), просто увеличение времени спекания (те-же лазеры десятками часов выдерживают, пока поры не выйдут - за счёт роста кристаллов). Также в отдельных случаях помогает предварительная кальцинация.
По лазерам - это элитарная керамика)) Остаточная пористость - доли процента. Я занимался иттрий-алюминиевым гранатом. Гугль выдаст Вам парочку русскоязычных ресурсов. Но больше найдёте на гугл-патентс.

[amik]

...Я занимался иттрий-алюминиевым гранатом...

У нас сейчас примерно тем-же материалом Было бы интересно состыковаться, или мы конкуренты

[Агдамыч]

Да какая конкуренция? У меня сильные подозрения, что Ваш путь - вытягивание кристалла из расплава. В личку отпишусь сейчас.

[serg1]

Нано-порошок добавлять в заметном количестве- порядка 10%

[андреналин]

Надо знать что за шихта. состав. Тогда уже дальше гадать

[rort]

Можем попробовать помочь коллегам из Астрахани в Питере на кафедре керамики.
Рядышком у нас завод Магнетон, с которым сотрудничаем.