【正文】 on of Homogeneous Feedstocks for Injection Moulding of ZirconiaBased Ceramics Huseyin S. SOYKAN, Yilmaz KARAKAS Department of Metallurgical and Materials Engineering, Sakarya University, Esentepe, 54187, Adapazar TURKEY Received Abstract: In this study, a new method for preparing homogeneous feedstocks for injection moulding of ZrO2 ceramics was developed and explained in detail. Mixture homogeneity on a large scale was assessed by measuring green density after moulding and weight loss after partial debinding for several tube samples from different batches. The grain structure of a sintered specimen was examined using SEM for the packing of ceramic particles. Key Words: Feedstock, Mixing, Injection Moulding, Zirconia 塑料儀表蓋注塑成型工藝及模具設(shè)計 第 41 頁 共 55 頁 Introduction: Ceramic injection moulding (CIM) has emerged in the last 20 years as a manufacturing process for forming plex and near shape ponents. In this process, a high concentration of ceramic powder is mixed with a binder to form a moderateviscosity feedstock. This feedstock is moulded in equipment that is very similar to that used for polymer injection moulding. After moulding, the binder is extracted from the ponent. The debinded piece is then heated to the sintering temperature to attain a high final product density. The process is applicable to a wide range of established and emerging materials, and can be used to obtain petitive final properties(Evans, 1996). The CIM processing steps have been well documented (Mutsuddy, 1995). However, there is little information about the details of feedstock preparation. After selecting a suitable powder and a binder system, the first processing step in CIM is to mix them to prepare an appropriate feedstock for moulding and subsequent processing (German, 1991). A homogeneous feedstock having a high powder content is required to achieve a low shrinkage during binder removal and sintering. The feedstock should have the particles separated with a very thin layer of binder. To achieve this, powder agglomerates have to be dispersed in the binder (Dow, 1988). Two methods of mixing the binder with the ceramic powder have 塑料儀表蓋注塑成型工藝及模具設(shè)計 第 42 頁 共 55 頁 been developed (Waugh, 1970 and German, 1990). In one, the ceramic powder plus the anic binder are kneaded in a hot mixer to a homogeneous consistency at an elevated temperature. In the second mixing method, the anic binder is dissolved in a suitable solvent and the resulting solution is mixed with the ceramic powder in a ball mill or a bladetype mixer. The solvent then is removed by heating the mix for a su_cient time above the boiling point of the solvent. The aim of the present study was to prepare homogeneous feedstocks for _negrained ZrO2 ceramics using the first method. Experimental Materials: In the present study, the ZrO2MgO (8 mole %) system was selected. The powders used for the present study were high grade ZrO2, and natural hydromagnesite (MgHC) as the MgO source. The particle shapes of the powders were determined using a Jeol JSM 6400 scanning electron microscope (SEM). A Coulter LS 130 Particle Size Analyser was used to measure the particle size distributions of the powders. The binder system consisted of a mixture of paraffin wax as primary binder and oleic acid as surfactant. This binder system was selected due。 鳴謝 : 作者非常感謝研究理事會 穆尼爾 比入瑟列 基金會提供財政支持。這項研究的結(jié)果表明，該建議的制備原料的方法 可用于大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用。 微觀結(jié)構(gòu)評價 : 粘結(jié)劑已被完全拆掉和 在 1750?C燒結(jié)，保溫 5小時 的一個 掃描電鏡的標(biāo)本顯示在圖 5 。所有分批的值表明，一個統(tǒng)一的粘結(jié)劑分布的規(guī)模大小 被 檢查 出 ， 即，二克 的 管。 所有批次 中的 值非常相似 由于 混合原料。 塑料儀表蓋注塑成型工藝及模具設(shè)計 第 35 頁 共 55 頁 a） b） 圖 的 掃描電鏡掃描， a）氧化鋯和 b） MgHC 綠色密度結(jié)果 : 塑料儀表蓋注塑成型工藝及模具設(shè)計 第 36 頁 共 55 頁 用此方法準(zhǔn)備原料很容易 在 120?C左右 使用冷模具 注射成功 。 粉末尺寸 的大小分布如圖 4所示。在這個過程中，部分脫脂與芯吸機(jī)制毛細(xì)管行動 同時 發(fā)生。 一個基于 阿基米德原則 的 汞位移法是用于密度測量和 對 結(jié) 果與計算值進(jìn)行比較。這些原料用五十 ○ 噸 急進(jìn)型 注塑機(jī)（ 弗羅林 , 一個貨幣 公司，英格蘭 316） 來 注射成型 ， 使 他們在 一端 封閉 的 氧化鋯管 里 結(jié)束 成型 。同時，石蠟在 80?C融化在一個西格瑪攪拌器（桑 托斯公司，西班牙） 中而 油酸是補(bǔ)充。石蠟：油酸的比例按重量計算維持在一個接近 95:5的值。用 Jeol JSM 6400掃描電子顯微鏡（ SEM） 觀察到了 粉末的粒子形狀。然后溶劑 通過在 溶劑的沸點以上 溫度加熱混合物一 足夠的 時間 后從混合物中分開 。要做到這一點，粉末團(tuán)聚要分散在粘結(jié)劑 里 （道瓊工業(yè)指數(shù)， 1988年）。 該陶瓷注射成型的加工步驟已有案可稽（ 木瓷肅地 ， 1995年）不過，有關(guān)原料制備詳情 的 資料很少。塑造原料 在那種 非常相似 于以前 所用的聚合物注射成型 的設(shè)備中成型 ?；旌暇鶆蛐?可以通過 測量 在 成型 和 為幾個從不同批次 中拿出的 管樣品 部 分脫脂 而 減輕體重 后的 綠色密度 來大概估計得到 。 最后感謝 南華 大學(xué)四年來對我的大力栽培。除了敬佩老師 們 的專業(yè)水平外， 他們 的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。 塑料儀表蓋注塑成型工藝及模具設(shè)計 第 29 頁 共 55 頁 參考文獻(xiàn) [1] 周良德 ,朱泗芳等 . 現(xiàn)代工程圖學(xué) [M]. 長沙： 湖南科技出版社 .2020 [2] 徐學(xué)林 . 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) [M]. 長沙： 湖南大學(xué)出版社 .2020 [3] 申開智 . 塑料成型模具 [M]. 北京： 中國輕工業(yè)出版社 .2020 [4] 宋玉恒 . 塑料注射模具設(shè)計實用手冊 [M]. 北京： 航空工業(yè)出版社 .1995 [5] 郝廣發(fā) . 塑料模具設(shè)計及制造 [M]. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 .2020 [6] 王衛(wèi)衛(wèi) . 材料成型設(shè)備 [M]. 北京： 機(jī)械工 業(yè)出版社 .1982 [7] 高為國 . 模具材料 [M]. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 .2020 [8] 王曉江 . 模具設(shè)計與制造專業(yè)英語 [M]. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 .2020 [9] 馮炳堯 . 模具設(shè)計與制造簡明手冊 [M]. 上海： 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 .1985 [10] 伍先明 . 塑料模具設(shè)計指導(dǎo) [M].北京：國防工業(yè)出版社 2020 [11] 王樹勛 . 典型模具結(jié)構(gòu)圖冊 [M].廣州：華南理工大學(xué)出版社 2020 [12] 詹友剛 . 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