Keraamika külm kleepimine kuumtöötlemise asemel

Kuidas teha külma kohvi (coldbrew) (Juuli 2019).

Anonim

Mõlemad hobimeeste keraamikatooted ja kõrgtehnoloogilised keraamikatööstused on kasutatavad alles siis, kui need on töötatud tundide jooksul kõrgel temperatuuril, tavaliselt üle 1000 ° C. Põlemisprotsess, mis toimub, põhjustab üksikute osakeste "küpsetamise" koos, muutes materjali kompaktsemaks ja andes talle vajalikud omadused, nagu mehaaniline tugevus.

Ameerika ajakirjad Angewandte Chemie on nüüd näidanud, et paagutamine võib toimuda ka oluliselt madalamal temperatuuril. See külma paagutamisprotsess põhineb väikese veekoguse lisamisel, et aidata olulisi transportimisprotsesse, mis tihendavad materjali.

"Alates kiviajast on keraamika valmistatud kõrge temperatuuriga paagutamise teel, " teatab Clive A. Randall Pennsylvania Riiklikust Ülikoolist (USA). "See hõlmab ühe vanimate keraamiliste esemete Doli Vestonice Venusat." Traditsiooniline põletusprotsess võib nüüd muutuda tarbetuks paljude keraamiliste materjalide jaoks, kuna toatemperatuuril kuni 200 ° C võib samuti paagutada laialdast anorgaaniliste materjalide ja komposiitide hulka.

Traditsiooniliste kõrgtemperatuursete paagutamisprotsesside korral eralduvad keraamilised pulberiosakesed kõva, tiheda esemega. Selle protsessi liikumapanev jõud on pulbri kõrge pinna vaba energia vähendamine materjali hajutamise teel - see protsess toimub ainult kõrgel temperatuuril. "Seevastu külm paagutamine põhineb vahekorraga lahuse toimel vees materjali tihendamiseks, protsess, mis toimub madalatel temperatuuridel ja tunduvalt lühema aja jooksul, minutite asemel, kui rõhk rakendub, " ütleb Randall.

Vahefaasilise vee väike kogus on mööduv vedel faas. Erinevate süsteemide üksikasjad varieeruvad, kuid mitmete keraamiliste materjalide puhul on esimene samm osakeste piirpindade teravate servade lahustumine, vähendades pulbri pinna vaba energiat. Seejärel difusioon lahustunud materjali läbi vedeliku ja sobiva rõhu ja temperatuuri kombinatsioonide abil sadestub osakeste vahel asuvatest kontaktpindadest eemal. See protsess sulgeb poorid ja muudab materjali kompaktsemaks.

Randall ütleb: "Külma paagutamisfunktsioonid anorgaaniliste ühendite laia palett, sealhulgas metalloksiidid, karbonaadid, halogeniidid, fosfaadid ja multimaterjalid (komposiidid). Külmade paagutatud proovide omadused olid samaväärsed tavapäraste meetoditega paagutatud omadustega." Penn State'i teadlased uurisid protsessi teiste materjalide hulgas üksikasjalikult naatriumkloriidi, leelismetallide ja vanaadiumoksiidi kasutamist.

"Metallide, polümeeride või muu keraamika keraamika komposiidid on suure nõudlusega, kuid erinevate termilise stabiilsuse, kokkutõmbumise ja võimaliku keemilise kokkusobimatuse tõttu on erinevatest materjalidest valmistatud süsteemid kõrgel temperatuuril kergesti paagutatavad, " ütleb Randall. "Need probleemid on külmas paagutamises minimaalsed ja kõige tähtsam on see protsess, mis avab keraamika ja nende komposiitide jaoks põnevaid jätkusuutlikke ja odavaid tootmisvõimalusi." Metallide, polümeeride või muu keraamika külma paagutamise teel valmistatud komposiidid peaksid võimaldama töötada välja uue põlvkonna tehnoloogiate omadused ja materjalisüsteemid.

menu
menu