بررسی رفتار رئولوژیکی خمیرهای نانوکامپوزیتی آلومینا/کاربید سیلیکون و شکل دهی آن به روش قالبگیری تزریقی

کامپوزیت آلومینا کاربید سیلیکون به روش قالبگیری تزریقی تهیه شد. در این تحقیق، ابتدا مخلوط های مختلف از پودر آلومینای میکرونی با 5، 10، 15 و 20 درصد وزنی کاربید سیلیکون میکرومتری و نانومتری تهیه شدند. سپس مخلوط های به دست آمده با بایندر با ترکیب 89 درصد پارافین واکس، 9 درصد موم صنعتی تصفیه شده و 2 درصد اسید استئاریک توسط مخلوط کنی با قابلیت کنترل دما، مخلوط و خمیر مناسب برای تزریق تهیه شد. رفتار رئولوژی خمیرهای مختلف، شرایط بهینه تزریق در قالب و شرایط بایندر زدایی بررسی شدند. نتایج نشان می دهند که کلیه خمیرها اعم از خمیرهای حاوی نانوذرات و میکروذرات دارای رفتار شبه پلاستیک بوده و در سرعت برشی s-1 100 گرانروی کمتر از pa.sec 10 از خود نشان می-دهند که برای قالبگیری تزریقی مناسب است. خمیرهای حاوی 15 و 20 درصد وزنی نانوذرات کاربید سیلیکون، از یکنواختی مناسب برخوردار نبودند. در خمیرهای حاوی نانو ذرات کاربید سیلیکون، با افزایش میزان جایگزینی ذرات کاربید سیلیکون شاخص جریان پذیری و انرژی اکتیواسیون کاهش و در نتیجه میزان وابستگی گرانروی به سرعت برشی افزایش می یابد در حالی که در خمیرهای حاوی میکرو ذرات کاربید سیلیکون با افزایش میزان جایگزینی کاربید سیلیکون، شاخص جریان پذیری و انرژی اکتیواسیون افزایش و در نتیجه میزان وابستگی گرانروی به سرعت برشی کاهش می یابد. لذا خمیرهای حاوی نانوذرات کاربید سیلیکون برای قالبگیری تزریقی مناسب تر هستند. با در نظر گرفتن تمام شاخص های موثر بر فرآیند قالبگیری تزریقی، کلیه خمیرهای حاوی کاربید سیلیکون میکرونی و خمیرهای حاوی تا 10 درصد وزنی کاربید سیلیکون نانومتری شرایط مناسب برای تزریق را دارا هستند. رفتار رئولوژی کلیه خمیرهای حاوی میکروذرات کاربید سیلیکون و خمیر حاوی 5 درصد نانوذرات کاربید سیلیکون با مدل کاسن و خمیر حاوی 10 درصد نانوذرات کاربید سیلیکون با مدل بینگهام تطبیق دارند. سیکل عملیات بایندرزدایی نمونه ها به کمک نتایج آزمون dsc طراحی شد. نتایج حاصل از عملیات بایندرزدایی در شرایط مختلف نشان داد که بستر پودر آلومینا برای بایندرزدایی این نمونه ها مناسب بوده و سیکل حرارتی طراحی شده نیز منجر به فرآیند بدون عیب بایندرزدایی می گردد.