اثر نانوذرات آلومینا بر رفتار ریولوژیکی مخلوط‌های آلومینیم و محمل پلیمری برای قالب‌گیری تزریقی پودر

تهیه مخلوط‌های پودر - محمل پلیمری و بررسی عوامل موثر بر رفتار ریولوژیکی آنها از مهم‌ترین چالش‌های پیش‌ رو برای تولید قطعات سالم و بدون نقص به روش قالب‌گیری تزریقی پودر به‌شمار می‌آید. امروزه، استفاده از نانوذرات با هدف بهبود خواص و افزایش دقت ابعادی در قالب‌گیری تزریقی پودر اهمیت شایانی یافته است. از طرفی، ویژگی ذاتی آنها می‌تواند مشکلاتی را از قبیل تشکیل کلوخه، تضعیف خواص ریولوژیکی و کاهش همگنی در مخلوط‌های پودر - پلیمر به همراه داشته باشد. در مطالعه حاضر، ریولوژی این مخلوط‌ها برای پودر آلومینیم با تاکید بر اثر وجود نانوذرات آلومینا بحث و بررسی شده است. بدین منظور، ابتدا خوراک با بارگذاری کل پودر 54 و %60 حجمی محتوی 0، 3، 6 و %9 وزنی نانوذرات آلومینا در سامانه محمل مناسب تهیه شد. بررسی نتایج آزمون‌های ریولوژیکی نشان می‌دهد، همه خوراک‌ها رفتار شبه‌پلاستیک، یعنی کاهش گرانروی به ازای افزایش سرعت برش را دارند. همچنین، وجود نانوذرات در مخلوط‌های پودر - محمل پلیمری، افزایش گرانروی را به همراه دارد. در سرعت‌‌های برش زیاد، گرانروی مخلوط‌ها، به دلیل غلبه نیروهای هیدرودینامیکی بر نیروی چسبندگی بین ذرات در کلوخه‌ها و افزایش چگالی فشردگی، کاهش می‌یابد. انجام آزمون چگالی‌سنجی ارتعاشی، بهبود قابلیت فشردگی را در مخلوط‌های حاوی نانوذرات تایید می‌کند. با وجود نانوذرات می‌توان به کاهش عامل حساسیت به سرعت برش اشاره کرد که تزریق‌پذیری را با کاهش بیشتر گرانروی در اثر اعمال تنش برشی بهبود می‌دهد.