Vývoj polymerního pojiva pro vysoce plněné směsi s keramickým práškem

Bc. Helena MARČÍKOVÁ

Master's thesis

Development of the Binder System for Ceramic Injection Moulding (CIM) Compound

Abstract:

Cílem diplomové práce bylo navrhnout vhodné složení polymerního pojiva pro použití ve vstřikování práškových materiálů (PIM). K přípravě pojiv byly jako výchozí materiály vybrány: nízkohustotní polyetylén (LDPE), parafínový vosk (PW), karnaubský vosk (CW), poly-etylénglykoly o třech různých molekulových hmotnostech (PEG1000, PEG4000, PEG6000) a kyselina stearová (SA). Příprava směsí probíhala diskontinuálně na laboratorním hnětači. Slo-žení pojiva bylo přizpůsobeno práškovému materiálu - oxidu hlinitému, jehož plnění směsí dosahovalo až 86,6 hm. %. Mikrostruktura vybraných směsí byla sledována pomocí skenova-cího elektronového mikroskopu. Reologické vlastnosti vybraných směsí ve složení: 20 hm. % PE, 30 hm. % PW, 10 hm. % PEG1000, 15 hm. % PEG4000, 22 hm. % PEG6000 a 3 hm. % SA, a směs pro použití do 100 °C: 10 hm. % PW, 40 hm. % CW, 10 hm. % PEG1000, 14 hm. % PEG4000, 25 hm. % PEG6000 a 1 hm. % SA byly porovnány s komerčním pojivem a vy-hodnoceny jako rovnocenné alternativy pro použití v PIM technologii.

Abstract:

The aim of the diploma thesis was to develop polymer binder suitable for powder injection molding (PIM) of ceramic powders. Low density polyethylene (PE), paraffin wax (PW), carnauba wax (CW), polyethyleneglycols having different molecular weights (PEG1000, PEG4000, PEG6000) and stearic acid (SA) were utilized in the experiments. Compounding with powder (up to 86.6 wt. %) was performed using discontinuous laboratory kneader. Binder composition was tailored to the powder {--} fine aluminum oxide. Microstructure of the selected compounds was analyzed with scanning electron microscope. Rheological properties of two most suitable compositions, the first containing 20 wt. % PE, 30 wt. % PW, 10 wt. % PEG1000, 15 wt. % PEG4000, 22 wt. % PEG6000 and 3 wt. % SA, the second proposed for low-temperature processing based on 10 wt. % PW, 40 wt. % CW, 10 wt. % PEG1000, 14 wt. % PEG4000, 25 wt. % PEG6000 and 1 wt. % SA, were compared with commercially available material with conclusion that they proved to serve as reliable alternatives for processing via powder injection molding.

Keywords

vstřikování práškových materiálů, polymerní pojivo, oxid hlinitý, míchání, skenovací elektronová mikroskopie, reologie

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 18. 5. 2010

Identifier: 14621

Thesis defence

• Date of defence: 15. 6. 2010

Tomas Bata University in Zlín

Faculty of Technology

Master programme / field:
Chemistry and Materials Technology / Materials Engineering