Technological properties of ceramic slurries based on aluminium III oxide for ceramic shell moulds fabrication

ABSTRACT: In this work technological properties of ceramic slurries based on aluminium III oxide were characterized. Alumina with two different granulation (030# and 200#) in ratio (50%–50%, 35%–65% and 65%–35% by weight) was used for preparation ceramic slurries. Solid phase was 72.5% by weight. Technological properties like viscosity, dynamic viscosity, pH plate weight test and density were investigated. For characterization alumina SEM images, chemical composition and grain size, Zeta potential were done. Aluminium III oxide based ceramic slurries had very promising properties and there are very perspective for future application.
Financial support of Structural Funds in the Operational Programme - Innovative Economy (IE OP) financed from the European Regional Development Fund - Project "Modern material technologies in aerospace industry", No. POIG.01.01.02-00-015/08-00 is gratefully acknowledged.

KEYWORDS: ceramic slurry, aluminium III oxide, technological properties.

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono wyniki właściwości technologicznych mieszanek ceramicznych na bazie tlenku glinu. Do przyrządzenia mas lejnych użyto Al₂O₃ o dwóch różnych gradacjach (030 mesh i 200 mesh) w proporcji (50%–50%, 35%–65% i 65%–35% wagowych). Zawartość fazy stałej wynosiła 72,5% wagowych. Właściwości technologiczne takie jak lepkość, lepkość dynamiczna, pH, test płyty mosiężnej i gęstość zostały zestawione w poniższym artykule. Do charakteryzacji proszków użytych do przygotowania gęstw ceramicznych zostały wykonane badania: SEM, składu chemicznego, wielkości ziarna oraz potencjału Zeta. Mieszanki ceramiczne na bazie tlenku glinu wykazują obiecujące właściwości oraz mogą być zastosowane w przyszłej aplikacji.
Badania realizowane w ramach projektu „Nowoczesne technologie materiałowe stosowane w przemyśle lotniczym" nr POIG.01.01.02-00-015/08-00 w Programie Operacyjnym Innowacyjna Gospodarka (PO IG). Projekt współfinansowany przez Unię Europejską ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego.

SŁOWA KLUCZOWE: mieszanka ceramiczna, tlenek glinu III, właściwości technologiczne.

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

• HARATYM R., BIERNACKI R., MYSZKA D., Ekologiczne wytwarzanie dokładnych odlewów w formach ceramicznych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2008.
• MATYSIAK H., FERENC J., MICHALSKI J.,. LIPIŃSKI Z, JAKUBOWICZ G., KURZYDŁOWSKI K.J., Porowatość i wytrzymałość form ceramicznych wykorzystywanych w procesie odlewania precyzyjnego metodą Bridgmana, Inżynieria Materiałowa, 2011, 1, s. 17÷21.
• ZAGÓRSKA M., MATYSIAK H., MICHALSKI J., KOPTA M., KUBIAK K., KURZYDŁOWSKI K.J., Właściwości form ceramicznych do odlewania precyzyjnego części lotniczych, wytworzonych w układzie wodnym oraz w etanolu, XXXIX Szkoła Inżynierii Materiałowej, Kraków-Krynica 2011.
• KARWIŃSKI A., Wpływ za wartości krzemionki koloidalnej na właściwości ciekłej masy ceramicznej stosowanej w technologii wytapianych modeli, Solidification of Metals and Alloys, No.3 1, 1997.
• ISMAEL M.R., R.D. dos ANJOS, SALOMAO R. PANDOLFELLI V.C, Colloidal silica as a nostructured binder for refractory castables, Refractories Applications and News, 2006, vol. 11, nr 4, s. 16÷20.
• MAŁEK M., WIŚNIEWSKI P., MATYSIAK H., KURZYDŁOWSKI K.J., Lejna mieszanina formierska do produkcji warstw przymodelowych ceramicznych form odlewniczych na osnowie tlenku itru oraz spoiwa zawierającego nanocząstki tlenku glinu. P.407541 (2014).
• MAŁEK M., ZAGÓRSKA M.,, WIŚNIEWSKI P., MATYSIAK H., MICHALSKI J., KURZYDŁOWSKI K.J., Analiza porównawcza spoiw formierskich na bazie krzemionki koloidalnej stosowanych do budowy form ceramicznych do odlewania precyzyjnego części turbin lotniczych, XL Szkoła Inżynierii Materiałowej, Kraków 2012.
• ZAGÓRSKA M., MAŁEK M., WAWULSKA P., MATYSIAK H., MICHALSKI J., KURZYDŁOWSKI K.J., Charakterystyka właściwości form ceramicznych wytworzonych na bazie wodnych spoiw Keysol i Matrixso, XL Szkoła Inżynierii Materiałowej, Kraków 2012.
• MATYSIAK H., FERENC J., LIPIŃSKI Z., GRABARZ K., MICHALSKI J., KURZYDŁOWSKI K. J., Development of new ceramic slurries and shell moulds for Bridgman casting of turbine blades, Proceedings of European Conference On Materials and Structures In Aerospace, Germany, 2010.BRANDT A.M., The use of experimental mechanics of damage for cement-matrices composites. In: Mechanics of semi-concrete composites, A.M. Brandt (ed.), Wrocław, Ossolineum, 1983, 449–501.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.2.91