Лента литье - Tape casting

Лента литье (также называемый доктор лезвие и покрытие ножа)[1] это Кастинг процесс, используемый при производстве тонких керамические ленты и листы из керамика суспензия.[2] Керамическую суспензию тонким слоем наносят на плоскую поверхность, затем сушат и спеченный.[3]

История

Лента была впервые описана как метод массовое производство конденсаторы.[1] В этом первом опубликованном описании 1947 года процесс был описан как:[4]

«Описана машина, которая экструдирует керамический шликер с полимерным связующим на движущейся ленте. Тонкий лист в сухом состоянии достаточно прочен, чтобы его можно было снять, разрезать или пробить до любой желаемой плоской формы и удовлетворительно обжечь».

В 1960 году был подан патент на отливку многослойной ленты, а в 1996 году были отлиты первые ленты толщиной менее 5 мкм.[1]

Производственный процесс

Схематическое изображение процесса отливки ленты. Коричневым цветом - суспензия, серым - доктор нож а линия со стрелкой указывает поверхность, на которую наносят суспензию, и направление ее движения. Это всего лишь один из множества различных дизайнов.

В процессе литья ленты керамический порошок превращается в тонкую пленку путем придания ему жидкой формы, отливки на плоской поверхности и сушки.

Ингредиенты

Отправной точкой для процесса отливки ленты является порошок, из которого должна состоять «лента». Это активный компонент конечного продукта, а другие компоненты, такие как связующий материал и растворители, должны быть совместимы с порошком. Порошок в целом очень мелкий, с максимальным размером частиц 5 микрометров.[5] Растворитель служит для отливки порошка, как если бы он был жидкостью, а также для распределения вторичных компонентов по ленте. Также добавляются поверхностно-активные вещества, чтобы контролировать поведение поверхности ленты. Кроме того, добавляется связующий материал. Это определяет объемную структуру и механические характеристики ленты.[1]

Производство навозной жижи

Ингредиенты суспензии, упомянутые в предыдущем разделе, смешиваются и хранятся в резервуарах.

Литье навозной жижи

Ленточная разливочная машина

Материал шликера транспортируется по трубам от резервуаров к литейной машине. Шликер может быть профильтрован перед нанесением для удаления несовершенных частиц. Литой шлам называется зеленый слой или же зеленый лист (это не относится к цвету листа) и требует дальнейшей обработки, такой как резка и сушка.[5]

Во время литья важно отливать идеально ровную поверхность без разводов, поскольку для этого были разработаны различные механизмы литья, чтобы минимизировать потоки скольжения в суспензии. Лезвия, которые сглаживают и истончают поверхность литья, называются ракельными лезвиями. Они бывают разных форм, таких как толстые или тонкие плоские режущие поверхности, закругленные края и края в форме лезвия ножа.[1] Для лент, отлитых тоньше 50 микрометров, покрытие наносится не сверху, а сбоку (устройство для нанесения покрытий с щелевым штампом) или снизу (устройство для нанесения покрытий на губах и устройство для нанесения микрогравюр).

Поверхность, на которую отливают, может быть изготовлена ​​из стали, стекло, бумага с покрытием и полимеры. Сталь является наиболее экономичной поверхностью, но удаление тонких листов со стальной поверхности затруднено, и стальная поверхность требует относительно частой замены из-за повреждений.[1]

Сушка зеленого листа

Литая лента сохнет только с одной стороны, открытой поверхности, так как литая поверхность непроницаема. Сушка зависит от двух процессов, а именно от испарения растворителя с поверхности и диффузии растворителя через ленту к единственной открытой поверхности. Испарение можно ускорить, применив сушку на воздухе. Однако обычно испарение следует ограничить, чтобы обеспечить устойчивую диффузию растворителя. Если растворитель не покидает лист контролируемым образом, лента может потрескаться или скручиваться.[1]

В зависимости от требований к продукту могут быть выполнены несколько этапов обработки, таких как резка, ламинирование, штамповка или термическая обработка.[6]

использование

Этот процесс используется в производстве конденсаторов, полимерных батарей, фотоэлектрических элементов, электродов для топливные элементы с расплавленным карбонатом. Пленки толщиной до 5 микрометров можно изготавливать с помощью литья из ленты.[1][5]

внешняя ссылка

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм час Ричард Э. Мистлер; Эрик Р. Твинейм (1 декабря 2000 г.). Лента: теория и практика. Вайли. ISBN  978-1-57498-029-5.
  2. ^ Деннис, Джеймс У. «Ленточные передовые материалы». Керамическая промышленность. Получено 24 февраля 2010.
  3. ^ Hotza, D .; Грейл, П. (1995). «Обзор: водное ленточное литье керамических порошков». Материаловедение и инженерия: A. 202 (1–2): 206–217. Дои:10.1016/0921-5093(95)09785-6. ISSN  0921-5093.
  4. ^ Howatt, G.N .; Breckenridge, R.G .; Браунлоу, Дж. М. (1947). «ИЗГОТОВЛЕНИЕ ТОНКИХ КЕРАМИЧЕСКИХ ЛИСТОВ ДЛЯ КОНДЕНСАТОРОВ». Журнал Американского керамического общества. 30 (8): 237–242. Дои:10.1111 / j.1151-2916.1947.tb18889.x. ISSN  0002-7820.
  5. ^ а б c Брайан С. Митчелл (30 января 2004 г.). Введение в материаловедение и науку для инженеров-химиков и специалистов по материалам. Джон Вили и сыновья. п. 721. ISBN  978-0-471-47336-7.
  6. ^ Беате Капраро; Стефан Барт; Майкл Хофманн. "ЛИТЬЕ ИЗ ЛЕНТЫ - БОЛЕЕ 70 ЛЕТ ПРАКТИЧЕСКОГО ОПЫТА В ХЕРМСДОРФЕ" (PDF). Фраунгофера.