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陶瓷 3D 打印中二氧化硅胶态分散体流变性研究
 

   

顾 海1,2,黄天成2,吴伟伟3,张 捷1,2

(1. 南通理工学院 机械工程学院, 南通 226002 ;

2. 江苏省 3D 打印装备及应用技术重点建设实验室,南通 226002 ;

3. 扬州大学 机械工程学院,扬州 225127)

  摘 要 :陶瓷材料结合 SLA 3D 打印工艺可以实现微反应器的复杂精密成形。以纳米级的无定形二氧化硅粉末作为基本材料,与 PEG200DA/2-HEA 单体按比例混合,探讨了混合后分散体的流变性,以粘度值作为实验指标,利用 MATLAB 对实验数据进行处理,分析了不同实验温度,不同固相含量下粘度值随剪切率变化的情况,结果表明,粘度值均可控制在 3Pa·s 以内,实验温度与固相含量对流动性均有较大的影响,实验温度较低时粘度值要明显高于实验温度较高时的粘度值 ;较低固相含量下分散体均体现出牛顿流体或轻微剪切变稀型流体的特征,进一步增加固相含量,剪切率达到 110 s-1后,分散体则表现出剪切增稠型流体的特点。随后基于 SPSS 统计学软件,以实验温度,固相含量以及剪切率作为自变量,以粘度值作为因变量,建立了多元非线性回归方程,有助于对后期不同实验条件下的流变性进行预测。

  关键词 :无定形二氧化硅 ;流变性 ;实验温度 ;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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