사출성형에 의한 Al2O3/Paraffin Wax/High Density Polyethylen계 혼합물의 유동성 및 탈지 특성

초록

세라믹 사출성형시 결합제의 조성에 따른 혼합물의 유동학적 특성과 제조조건에 따른 시편의 결함 생성 및 탈지공정에 대하여 조사하였다. 2 wt%의 stearic acid를 코팅한 세라믹 분말 (65 wt% Al2O335 wt% 장석)에 결합제로 15, 20 및 25 wt%의 paraffin wax (PW)와 high density polyethylene (HDPE)을 첨가하여 160℃에서 2시간 혼합하였다. Capillary rheometer로 측정한 혼합물의 겉보기 점도는 shear rate가 1000 s-1 일 때 80～300 Pas로 사출성형에 적합한 유동성을 나타내었으며, 결합제의 조성에 의존하였다. 결합제의 조성이 15H5P5 (총 15 wt%의 결합제 중, HDPE/PW 비=5:5)인 사출성형 시편은 사출압력과 관계없이 short shot가 생성되었으나, 사출압력이 45 kgf/cm2인 20H5P5 사출성형 시편은 결함이 관찰되지 않았다. 사출성형 시편 중의 PW를 70℃의 n-heptane용매에서 5시간동안 침지하여 제거한 후, 450℃에서 5시간 열처리하여 HDPE를 제거하였다. PW의 추출에 의해 형성된 연속기공을 통하여 HDPE의 효과적인 제거와 기계적 강도의 손상 없이 사출성형이 가능한 결합제 조성은 20H5P5이었다. 1,300℃에서 5시간 소결한 20H5P5 시편의 부피비중은 2.8, 기공률은 3 %이하 및 3점곡강도는 약 2,400 kgf/cm2으로 구조용 재료로서 사용이 가능하였다.

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