حقن السيراميك بالتلبيد البارد (CS)

العملية الأساسية لـ حقن السيراميك تعتمد تقنية CS على إضافة كمية صغيرة من المحلول المائي إلى مسحوق السيراميك لترطيب الجسيمات، فتتحلل المادة السطحية للمسحوق وتذوب جزئيًا في المحلول، مما يُولّد طورًا سائلًا بين الجسيمات. يُوضع المسحوق المبلل في القالب، ويُسخّن، ويُطبّق ضغط كبير في الوقت نفسه. بعد الحفاظ على الضغط لفترة من الوقت، يُمكن تحضير مادة سيراميكية كثيفة. خلال هذه العملية، يتم تحليل البنية الدقيقة لـ مادة سيراميكية يتطور كما هو موضح في الصورة.

على الرغم من وجود العديد من العوامل المؤثرة المنهجية في عملية CS، إلا أن المعدات المستخدمة بواسطة هذه التكنولوجيا بسيطة نسبيًا. تتضمن معدات CS الخزفية بشكل أساسي مكبسًا عاديًا، ولوحتين تسخين مثبتتين في الجزء العلوي والسفلي من المكبس، ويمكن أيضًا لف سترة تسخين يتم التحكم فيها إلكترونيًا حول القالب لتسخين المسحوق.

التلبيد بالضغط المتذبذب لقوالب حقن السيراميك (CIM) (OPS)

تستخدم تقنيات التلبيد بالضغط المختلفة ضغطًا ثابتًا ثابتًا. إدخال الضغط الثابت أثناء عملية التلبيد يساعد على إزالة المسام وتحسين كثافة السيراميك، ولكن من الصعب تأين السيراميك الخاص بالكامل وربطه تساهميًا. لا يزال استبعاد المسام داخل المادة محدودًا في التحضير المطلوب لمواد فائقة القوة والمتانة والصلابة والموثوقية.
تنعكس الأسباب الرئيسية لقيود التلبيد بالضغط الساكن HP في الجوانب الثلاثة التالية:

• ① قبل بدء عملية التلبيد وفي المرحلة المبكرة من التلبيد، لا يمكن للضغط المستمر تحقيق إعادة ترتيب جزيئات المسحوق في القالب بشكل كامل للحصول على كثافة تعبئة عالية؛
• ② في المراحل الوسطى والمتأخرة من التلبيد، لا يزال التدفق البلاستيكي وإزالة التكتلات محدودًا، ومن الصعب تحقيق تكثيف موحد كامل للمادة؛
• ③ في المرحلة اللاحقة من التلبيد، من الصعب القضاء تمامًا على المسام المتبقية بالضغط المستمر.

لتحقيق هذه الغاية، اقترح فريق البحث التابع للمؤلف فكرة تصميمية جديدة تتمثل في إدخال ضغط تذبذبي ديناميكي ليحل محل الضغط الساكن الثابت الحالي في عملية تلبيد المساحيق، وكان رائدًا في تطوير تقنية ومعدات OPS عالميًا. تحت تأثير ضغط ثابت كبير نسبيًا، يُضاف ضغط تذبذبي بتردد وسعّة قابلين للتعديل لتحويل "القوة الميتة" المطبقة في التلبيد التقليدي إلى "قوة". يوضح الشكل الرسم التخطيطي لجهاز اقتران الضغط المتذبذب ومبدأ عمله.

تتمتع تقنية OPS الجديدة بمزايا فريدة لإعداد المواد ذات الكثافة النظرية القريبة (أكبر من 99.9٪ من الكثافة النظرية)، والعيوب المنخفضة، والبنية الدقيقة للحبيبات فائقة الدقة. وتوفر الموثوقية نهجًا جديدًا.