SlideShare a Scribd company logo
1 of 1
Download to read offline
Podsumowanie
Formowanie wyrobów z wodnych zawiesin węglika krzemu
metodą natryskową
Ł. Zych, M. Kisilewicz, L. Stobierski
Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki,
Katedra Ceramiki Specjalnej
al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków
Wprowadzenie
Techniki formowania oparte na zawiesinach pozwalają na
uzyskiwanie wyrobów o złożonych kształtach oraz jednorodnej
mikrostrukturze i są często stosowane w przypadku ceramiki tlenkowej.
Formowanie węglika krzemu (SiC) tymi metodami wiąże się z
koniecznością wprowadzenia do układu aktywatorów spiekania takich jak
węgiel i bor. Uzyskiwanie stabilnych zawiesin węglika krzemu
zawierających wyżej wymienione dodatki i cechujących się właściwościami
reologicznymi odpowiednimi dla danej metody formowania przysparza
wiele trudności, stąd też w literaturze jest niewiele doniesień na ten temat.
Praca przedstawia wyniki badań nad wytwarzaniem wodnych
zawiesin węglika krzemu gwarantujących uzyskanie gęstych spieków SiC.
Podczas pracy wykonano badania właściwości reologicznych otrzymanych
zawiesin połączone z ich optymalizacją pod kątem formowania metodą
natrysku przy użyciu prototypowej aparatury pozwalającej na uzyskiwanie
wyrobów płaskich oraz wyrobów o kształcie cylindrycznym.
Sporządzano wodne zawiesiny proszku węglika krzemu typ UF15 (H.C. Starck) zawierające dodatki niezbędne do jego
spiekania, czyli bor amorficzny (Fluka) oraz sacharozę (POCh, Gliwice) będącą prekursorem węgla w układzie. W celu
zwiększenia wytrzymałości oraz elastyczności surowych próbek do układu wprowadzono również zawiesiny kopolimeru akrylu
(Sigmafix) o różnym stężeniu. Maksymalne stężenie wynosiło 26 % obj. części stałych i jest oznaczonych w tekście jako 100
%. Przy użyciu metody dyfrakcji światła laserowego zmierzono rozkład wielkości cząstek wyżej wymienionych substancji
(Mastersizer 2000, Hydro S, Malvern Inst..) oraz określono dla nich zależność potencjału ζ od pH zawiesiny (Zetasizer Nano-
ZS, Malvern Inst.). Zawiesinę stabilizowano przy użyciu następujących upłynniaczy: Dolapix A88 (Zschimmer & Schwarz),
NH3.aq (POCh) oraz etanoloaminy (POCh). Zbadano wpływ udziału akrylu, sacharozy oraz boru na lepkość zawiesiny przy
różnych dodatkach środka upłynniającego (RV III+, Brookfield). Zawiesiny do sporządzano poprzez mieszanie zestawu
składników w wybranych proporcjach w laboratoryjnym młynku kulowym przez 12 godzin. Przed natryskiwaniem zawiesiny
były odpowietrzane w suszarce próżniowej. Natryskiwanie wykonano przy użyciu aparatów zaprojektowanych w Katedrze
Ceramiki Specjalnej, WIMiC, AGH. Przy ich pomocy możliwe było formowanie wyrobów płaskich lub cylindrycznych.
Następnie próbki były suszone w temperaturze pokojowej a później w suszarce w temperaturze 80oC. Próbki wygrzewano w
temperaturach z zakresu 2050 – 2150oC przez 1h. Gęstość pozorną spieczonych próbek wyznaczono metodą ważenia
hydrostatycznego a ich mikrostrukturę obserwowano przy użyciu mikroskopu optycznego (Nikon Ephipot).
Opis eksperymentu
Maksymalny udział objętościowy proszku SiC (%) uzyskany
dla zawiesiny wodnej i zawiesiny zawierającej 100% akrylu
w zależności od rodzaju stosowanego upłynniacza
NH3.aq
(pH ~ 11)
Dolapix A88
etanoloamina
(pH ~ 12)
woda 45 47 62
zaw. 100% akrylu
(~ 26 % obj.) 42 43 58
Praca była finansowana przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego w ramach projektu rozwojowego nr
T = 2050oC/1h
G.W. = 98,2 %
T = 2100oC/1h
G.W. = 97,3 %
T = 2150oC/1h
G.W. = 97,9 %
Aparat do formowania wyrobów płaskich
Aparat do formowania wyrobów o kształcie cylindrycznym
1. Najbardziej efektywnym upłynniaczem okazała się etanoloamina.
2. Zaobserwowano następujące wpływy poszczególnych dodatków na lepkość zawiesiny:
- wzrost stężenia akrylu powoduje zwiększenie lepkości zawiesiny,
- dodatek sacharozy powodował obniżenie lepkości zawiesin,
- wzrost ilości boru nie wpływa znacząco no zmiany lepkości zawiesiny.
3. Kluczowym etapem otrzymywania wyrobów metodą natryskiwania jest prawidłowe
odpowietrzenie zawiesiny.
4. Skład zawiesiny i ich charakterystyka reologiczna wpływała na przebieg procesu
natryskiwania oraz morfologię otrzymanych warstw.
5. Gęstość względna próbek formowanych z tak przygotowanych zawiesin proszku
węglika krzemu przekroczyła 97%, a temperatura spiekania miała wpływ na morfologię
ziaren węglika krzemu.

More Related Content

Featured

Product Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
Product Design Trends in 2024 | Teenage EngineeringsProduct Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
Product Design Trends in 2024 | Teenage EngineeringsPixeldarts
 
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental HealthHow Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental HealthThinkNow
 
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdfAI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdfmarketingartwork
 
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024Neil Kimberley
 
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)contently
 
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024Albert Qian
 
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie InsightsSocial Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie InsightsKurio // The Social Media Age(ncy)
 
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024Search Engine Journal
 
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summarySpeakerHub
 
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd Clark Boyd
 
Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next Tessa Mero
 
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search IntentGoogle's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search IntentLily Ray
 
Time Management & Productivity - Best Practices
Time Management & Productivity -  Best PracticesTime Management & Productivity -  Best Practices
Time Management & Productivity - Best PracticesVit Horky
 
The six step guide to practical project management
The six step guide to practical project managementThe six step guide to practical project management
The six step guide to practical project managementMindGenius
 
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...RachelPearson36
 
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...Applitools
 
12 Ways to Increase Your Influence at Work
12 Ways to Increase Your Influence at Work12 Ways to Increase Your Influence at Work
12 Ways to Increase Your Influence at WorkGetSmarter
 

Featured (20)

Product Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
Product Design Trends in 2024 | Teenage EngineeringsProduct Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
Product Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
 
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental HealthHow Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
 
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdfAI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
 
Skeleton Culture Code
Skeleton Culture CodeSkeleton Culture Code
Skeleton Culture Code
 
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
 
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
 
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
 
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie InsightsSocial Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
 
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
 
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
 
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
 
Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next
 
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search IntentGoogle's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
 
How to have difficult conversations
How to have difficult conversations How to have difficult conversations
How to have difficult conversations
 
Introduction to Data Science
Introduction to Data ScienceIntroduction to Data Science
Introduction to Data Science
 
Time Management & Productivity - Best Practices
Time Management & Productivity -  Best PracticesTime Management & Productivity -  Best Practices
Time Management & Productivity - Best Practices
 
The six step guide to practical project management
The six step guide to practical project managementThe six step guide to practical project management
The six step guide to practical project management
 
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
 
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
 
12 Ways to Increase Your Influence at Work
12 Ways to Increase Your Influence at Work12 Ways to Increase Your Influence at Work
12 Ways to Increase Your Influence at Work
 

Silicon Carbide forming from aqueous slurry

  • 1. Podsumowanie Formowanie wyrobów z wodnych zawiesin węglika krzemu metodą natryskową Ł. Zych, M. Kisilewicz, L. Stobierski Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Ceramiki Specjalnej al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków Wprowadzenie Techniki formowania oparte na zawiesinach pozwalają na uzyskiwanie wyrobów o złożonych kształtach oraz jednorodnej mikrostrukturze i są często stosowane w przypadku ceramiki tlenkowej. Formowanie węglika krzemu (SiC) tymi metodami wiąże się z koniecznością wprowadzenia do układu aktywatorów spiekania takich jak węgiel i bor. Uzyskiwanie stabilnych zawiesin węglika krzemu zawierających wyżej wymienione dodatki i cechujących się właściwościami reologicznymi odpowiednimi dla danej metody formowania przysparza wiele trudności, stąd też w literaturze jest niewiele doniesień na ten temat. Praca przedstawia wyniki badań nad wytwarzaniem wodnych zawiesin węglika krzemu gwarantujących uzyskanie gęstych spieków SiC. Podczas pracy wykonano badania właściwości reologicznych otrzymanych zawiesin połączone z ich optymalizacją pod kątem formowania metodą natrysku przy użyciu prototypowej aparatury pozwalającej na uzyskiwanie wyrobów płaskich oraz wyrobów o kształcie cylindrycznym. Sporządzano wodne zawiesiny proszku węglika krzemu typ UF15 (H.C. Starck) zawierające dodatki niezbędne do jego spiekania, czyli bor amorficzny (Fluka) oraz sacharozę (POCh, Gliwice) będącą prekursorem węgla w układzie. W celu zwiększenia wytrzymałości oraz elastyczności surowych próbek do układu wprowadzono również zawiesiny kopolimeru akrylu (Sigmafix) o różnym stężeniu. Maksymalne stężenie wynosiło 26 % obj. części stałych i jest oznaczonych w tekście jako 100 %. Przy użyciu metody dyfrakcji światła laserowego zmierzono rozkład wielkości cząstek wyżej wymienionych substancji (Mastersizer 2000, Hydro S, Malvern Inst..) oraz określono dla nich zależność potencjału ζ od pH zawiesiny (Zetasizer Nano- ZS, Malvern Inst.). Zawiesinę stabilizowano przy użyciu następujących upłynniaczy: Dolapix A88 (Zschimmer & Schwarz), NH3.aq (POCh) oraz etanoloaminy (POCh). Zbadano wpływ udziału akrylu, sacharozy oraz boru na lepkość zawiesiny przy różnych dodatkach środka upłynniającego (RV III+, Brookfield). Zawiesiny do sporządzano poprzez mieszanie zestawu składników w wybranych proporcjach w laboratoryjnym młynku kulowym przez 12 godzin. Przed natryskiwaniem zawiesiny były odpowietrzane w suszarce próżniowej. Natryskiwanie wykonano przy użyciu aparatów zaprojektowanych w Katedrze Ceramiki Specjalnej, WIMiC, AGH. Przy ich pomocy możliwe było formowanie wyrobów płaskich lub cylindrycznych. Następnie próbki były suszone w temperaturze pokojowej a później w suszarce w temperaturze 80oC. Próbki wygrzewano w temperaturach z zakresu 2050 – 2150oC przez 1h. Gęstość pozorną spieczonych próbek wyznaczono metodą ważenia hydrostatycznego a ich mikrostrukturę obserwowano przy użyciu mikroskopu optycznego (Nikon Ephipot). Opis eksperymentu Maksymalny udział objętościowy proszku SiC (%) uzyskany dla zawiesiny wodnej i zawiesiny zawierającej 100% akrylu w zależności od rodzaju stosowanego upłynniacza NH3.aq (pH ~ 11) Dolapix A88 etanoloamina (pH ~ 12) woda 45 47 62 zaw. 100% akrylu (~ 26 % obj.) 42 43 58 Praca była finansowana przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego w ramach projektu rozwojowego nr T = 2050oC/1h G.W. = 98,2 % T = 2100oC/1h G.W. = 97,3 % T = 2150oC/1h G.W. = 97,9 % Aparat do formowania wyrobów płaskich Aparat do formowania wyrobów o kształcie cylindrycznym 1. Najbardziej efektywnym upłynniaczem okazała się etanoloamina. 2. Zaobserwowano następujące wpływy poszczególnych dodatków na lepkość zawiesiny: - wzrost stężenia akrylu powoduje zwiększenie lepkości zawiesiny, - dodatek sacharozy powodował obniżenie lepkości zawiesin, - wzrost ilości boru nie wpływa znacząco no zmiany lepkości zawiesiny. 3. Kluczowym etapem otrzymywania wyrobów metodą natryskiwania jest prawidłowe odpowietrzenie zawiesiny. 4. Skład zawiesiny i ich charakterystyka reologiczna wpływała na przebieg procesu natryskiwania oraz morfologię otrzymanych warstw. 5. Gęstość względna próbek formowanych z tak przygotowanych zawiesin proszku węglika krzemu przekroczyła 97%, a temperatura spiekania miała wpływ na morfologię ziaren węglika krzemu.