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陶瓷 3D 打印中二氧化硅膠態分散體流變性研究
 

   

顧 海1,2,黃天成2,吳偉偉3,張 捷1,2

(1. 南通理工學院 機械工程學院, 南通 226002 ;

2. 江蘇省 3D 打印裝備及應用技術重點建設實驗室,南通 226002 ;

3. 揚州大學 機械工程學院,揚州 225127)

  摘 要 :陶瓷材料結合 SLA 3D 打印工藝可以實現微反應器的復雜精密成形。以納米級的無定形二氧化硅粉末作為基本材料,與 PEG200DA/2-HEA 單體按比例混合,探討了混合后分散體的流變性,以粘度值作為實驗指標,利用 MATLAB 對實驗數據進行處理,分析了不同實驗溫度,不同固相含量下粘度值隨剪切率變化的情況,結果表明,粘度值均可控制在 3Pa·s 以內,實驗溫度與固相含量對流動性均有較大的影響,實驗溫度較低時粘度值要明顯高于實驗溫度較高時的粘度值 ;較低固相含量下分散體均體現出牛頓流體或輕微剪切變稀型流體的特征,進一步增加固相含量,剪切率達到 110 s-1后,分散體則表現出剪切增稠型流體的特點。隨后基于 SPSS 統計學軟件,以實驗溫度,固相含量以及剪切率作為自變量,以粘度值作為因變量,建立了多元非線性回歸方程,有助于對后期不同實驗條件下的流變性進行預測。

  關鍵詞 :無定形二氧化硅 ;流變性 ;實驗溫度 ;固相含量 ;粘度值

Rheology Behavior Research of Colloidal Silica Dispersion Used in Ceramic 3D Printing

GU Hai1,2, HUANG Tiancheng2, WU Weiwei3, ZHANG Jie1,2

(1. School of Mechanical Engineering, Nantong Institute of Technology, Nantong 226002, China; 2. Jiangsu Key Laboratory of 3D Printing Equipment and Application Technology, Nantong Institute of Technology, Nantong 226002, China; 3. School of Mechanical Engineering, Yangzhou University, Yangzhou 225127, China)

  Abstract: The complex structure of the micro-reactor can be manufactured by SLA technology with the ceramic material. In this work, the nano amorphous silica was chosen as the basic material, which was added into the monomer mixture PEG200DA/2-HEA to obtain the colloidal silica dispersion. Then the rheology behavior of the dispersion was discussed. The viscosities at different shear rates were taken as the experimental index to analyze the effect of the temperatures and the solid loadings by used of MATLAB. The results show that, all of the viscosities can be controlled into 3 Pa·s. The temperatures and solid loadings have an important influence on the rheology behavior. When the temperature is low, the corresponding viscosity is obviously higher than '">............

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