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本文以孔隙通道的形成和演化为研究对象,确立了新的粘结剂脱除理论模型;研究了粘结剂的液相扩散、气相扩散的动力学过程,溶剂脱脂的溶解扩散,并建立了相应的动力学方程;研究了不同动力学过程当中主要的缺陷种类和机理。讨论了注射成形工艺参数对脱脂动力学过程的影响,为优化脱脂工艺的提供了理论指导。
任意形状和尺寸的脱脂坯都存在控制步骤的转换过程,临界厚度是表征脱脂控制步骤转化的物理量。临界厚度以下的脱脂坯,脱脂过程由粘结剂气体分子在液相粘结剂中的扩散所控制,脱脂率与脱脂坯的厚度无关,与脱脂坯的粒度有关,容易出现的缺陷形式为鼓泡。临界厚度以上的脱脂坯,脱脂过程由气体分子在孔隙通道当中的渗透所控制,脱脂率和坯块厚度、粉末粒度都有关系,容易出现的缺陷形式为开裂。采用4um的铁粉和12um的不锈钢粉末制备不同厚度的成形坯,并采用同样的脱脂工艺进行脱脂理论模型的验证。结果表明,不同控制步骤下,粒度对脱脂率的影响趋势相反,验证了本文所建立的脱脂模型符合脱脂实践,试验结果和动力学方程的计算结果符合较好。
溶剂脱脂过程也存在两种可能的脱脂控制步骤,粘结剂的溶解和扩散,采用和热脱脂类似的方法,得到了表征控制步骤转化的厚度表达式,溶解、扩散的动力学方程,溶胀缺陷产生的机理和判据。