Ежемесячный научно-технический и производственный журнал

ISSN 0131-9582

  • Сквозной номер выпуска: 1141
  • Страницы статьи: 12-21
  • Поделиться:

Рубрика: Без рубрики

Гелевое литье – один из новых и перспективных методов получения керамики. Современные исследования по получению керамических материалов методом гелевого литья охватывают широкий круг материалов, включающий как плотные, так и пористые керамические материалы. Преимущества данного метода, такие как простота обработки, использование технологического оборудования традиционных методов, повышенная производительность, возможность получения изделий крупных форм и сложной геометрии, дали импульс для новых исследований и разработок. Приведен обзор публикаций, посвященных исследованиям последних десятилетий по получению методом гелевого литья как плотной керамики для изготовления элементов конструкций, так и пористой керамики для изготовления теплоизоляции, пористых фильтров и мембран.
Владимир Георгиевич Бабашов – канд. техн. наук, начальник лаборатории, ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» (НИЦ Курчатовский институт – ВИАМ), Москва, Россия. E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript..
Наталья Мироновна Варрик – ведущий инженер, ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» (НИЦ Курчатовский институт – ВИАМ), Москва, Россия. E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript..
1. Omatete O. O., Janney M. A., Nunn S. D. Gelcasting: From laboratory development toward industrial production // Journal of The European Ceramic Society. 1997. V. 17, No. 2-3. Р. 407 – 413.
2. Pat. 4894194 US. Method for molding ceramic powders / Mark A. Jenny, Ogbemi O. Omalete. No. 158485, prior. 22.02.1988, publ. 16.01.1990. 5 p.
3. Pat. 5145908 US. Method for molding ceramic powders using the water-based gel-casting process. No. 427542, prior. 26.10.1989, publ. 08.09.1992. 7 p.
4. Y?zbasi N. S., Graule T. Encyclopedia of Materials: Technical Ceramics and Glasses. Elsevier, 2021. V. 1. P. 146 – 153. DOI: 10.1016/B978-0-12-803581-8.11767-9
5. Omateta O. O., Janney M. A., Strehlow R. A. Gel-casting – a new ceramic forming process // Ceramic Bulletin, 1991. V.70, No. 10. Р. 1641 – 1649.
6. Huang, Y., Yang, J. The New Methods and Techniques Based on Gel-Casting // Novel Colloidal Forming of Ceramics. Berlin, Heidelberg: Springer, 2010. DOI: 10.1007/978-3-642-12281-1_7
7. Young A. C., Omatete O. O., Janney M. A., Menchhofer P. A. Gelcasting of Alumina // Journal of the American Ceramic Society. 1991. V. 74, No. 3. Р. 612 – 618.
8. Santacruz I., Nieto M. I., Moreno R. Alumina bodies with near-to-theoretical density by aqueous gelcasting using concentrated agarose solutions // Ceramics International. 2005. V. 31. P. 439 – 445.
9. Millan A. J., Nieto M. I., Baud?n C., Moreno R. Thermogelling polysaccharides for aqueous gelcasting. Pt II. Influence of gelling additives on rheological properties and gelcasting of alumina // Journal of the European Ceramic Society. 2002. V. 22. P. 2217 – 2222.
10. Dhara S., Bhargava P. Egg white as an environmentally friendly low-cost binder for gelcasting of ceramics // Journal of the American Ceramic Society. 2001. V. 84, No. 12. Р. 3048 –3050. DOI: 10.1111/J.1151-2916.2001.TBO1137.X
11. He X., Sub B., Zhouc X., et al. Gelcasting of alumina ceramics using an egg white protein binder system // Ceramics – Silik?ty. 2011. V. 55, No. 1. Р. 1 – 7.
12. Trunec M., Maca K., Chmelik R. Polycrystalline alumina ceramics doped with nanoparticles for increased transparency // Journal of The European Ceramic Society, 2015. V. 35. P. 1001 –1009. DOI: 10.1016/J.JEURCERAMSOC.2014.09.041
13. Trunec M., Bera O. Optimization of Fine Alumina Gelcasting Using in Situ Dynamic Rheology // Journal of the American Ceramic Society. 2012. V. 59, No. 9. P. 2849 – 2856. DOI: 10.1111/j.1551-2916.2012.05293.x
14. Kastyl J., Chlup Z., Stastny P., Trunec M. Machinability and properties of zirconia ceramics prepared by gelcasting method // Advances of Applied Ceramics. Structural, Functional and Bioceramics. 2020. V. 119, No. 5-6. Р. 252 – 260. DOI: 10.1080/17436753.2019.675402
15. Pat. 107986777 China. Zirconium oxide ceramic-based composite material and preparation method there of. No. 201711092738A. prior. 08.11.2017, publ. 04.05.2018. 5 p.
16. Nagaveni T., Kumar K. K., Rao C. S. P. Some chemo-rheological studies of aqueous silicon nitride suspensions in gelcasting process // 5th Intern. & 26th All India Manufacturing Technology, Design and Research Conf. (AIMTDR 2014). December 12th – 14th, 2014. IIT Guwahati, Assam, India. Assam, 2014.
17. Красный Б. Л., Тарасовский В. П., Мосин Ю. М. и др. Пористая проницаемая корундовая керамика из порошков гидроксидов алюминия. Ч. 1. Исследование свойств порошков гидроксида алюминия различных марок // Новые огнеупоры. 2014. № 1. С. 35 – 41.
18. Бабашов В. Г., Варрик Н. М., Карасева Т. А. Пористая керамика для фильтрации расплавов металлов и горячих газов (обзор) // Тр. ВИАМ: электрон. науч.-техн. журн. 2020. № 8(90). Ст. 06. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 24.08.2022). DOI: 10.18577/2307-6046-2020-0-8-54-63
19. Бучилин Н. В., Люлюкина Г. Ю., Варрик Н. М. Влияние режима обжига на структуру и свойства высокопористых керамических материалов на основе муллита // Тр. ВИАМ: электрон. науч.-техн. журн. 2017. № 5(53). Ст. 04. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 24.08.2022). DOI: 10.18577/2307-6046-2017-0-5-4-4
20. Liu P. S., Chen G. F. Porous Materials. Processing and Applications. Oxford: Butterworth-Heinemann, 2014. 560 p. eBook ISBN: 9780124078376 DOI: 10.1016/C2012-0-03669-1
21. Studart A. R., Gonzenbach U. T., Tervoort E., Gauckler L. J. Processing Routes to Macroporous Ceramics: A Review // Journal of the American Ceramic Society, 2006. V. 89, No. 6. P. 1771 – 1789.
22. Chen R., Huang Y., Qi J. Ceramics with ultra?low density fabricated by gelcasting: an unconventional view // Journal of the American Ceramic Society. 2007. V. 90, No. 11. P. 3424 –3429. DOI: 10.1111/J.1551-2916.2007.01915.X
23. Yang Z., Chen N., Qin X. Fabrication of Porous Al2O3 Ceramics with Submicron-Sized Pores Using a Water-Based Gelcasting Method // Materials (Basel). 2018. V. 11, No. 9. P. 1784. DOI: 10.3390/ma11091784
24. Hou Z., Du H., Liu J., et al. Fabrication and properties of mullite fiber matrix porous ceramics by a TBA-based gel-casting process // Journal of the European Ceramic Society. 2013. V. 33. P. 717 – 725.
25. Yu J., Wang H., Zhang J., et al. Gelcasting preparation of porous silicon nitride ceramics by adjusting the content of monomers // Journal of Sol-Gel Science and Technology. 2010. V. 53. P. 515 – 523. DOI: 10.1007/s10971-009-2125-9
26. Мищинов Б. П., Порозова С. Е. Формирование структуры материала в процессе гелевого литья нанопорошка диоксида титана // Вестник ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение. 2014. № 3. С. 37 – 42.
27. Porozova S. Ye., Kulmetyeva V. B., Ziganshin I. R. Molding of zirconia-based heat-resistant materials with nanoporosity and microporosity // Nanomaterials Yearbook-2009. From nanostructures, nanomaterials and nanotechnologies to nanoindustry. N.Y.: Nova Science Publishers, 2009. P. 145 – 152.
28. Ziganshin I. R., Porozova S. E., Stolina A. E., Torsunov M. F. Titania Powder Activation and Rutile Ceramics Structure Formation // Science of Sintering. 2009. V. 41. P. 27 – 33.
29. Мищинов Б. П., Порозова С. Е. Оптимизация условий получения пористой керамики гелевым литьем субмикронного порошка диоксида титана // Современные проблемы науки и образования, 2015. № 2. Ч. 2. URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=22981 (дата обращения: 16.08.2022).
30. Lang Y., Wang C.-A. Al2O3-fiber-reinforced porous YSZ ceramics with high mechanical strength // Ceramics International, 2014. V. 40, No. 7. Pt B. P. 10329 – 10335. DOI: 10.1016/j.ceramint.2014.03.005
31. Dong Y., Wang C.-A., Zhou J., Hong J.-L. A novel way to fabricate highly porous fibrous YSZ ceramics with improved thermal and mechanical properties // Journal of the European Ceramic Society. 2012. V. 32, No. 10. P. 2213 – 2218.
32. Lombardi M., Naglieri V., Tulliani J.-M., Montanaro L. Gelcasting of dense and porous ceramics by using a natural gelatin // Journal of Porous Materials. 2009. V. 16. P. 393 – 400.
33. Li Y., Cao W., Gong L., et al. Properties of highly porous cordierite ceramic obtained by direct foaming and gelcasting method // Ceramics-Silik?ty. 2016. V. 60, No. 2. Р. 91 – 98.
34. Каблов Е. Н., Кондрашов С. В. Мельников А. А., Щур П. А. Применение функциональных и адаптивных материалов, полученных способом 3D-печати: обзор // Тр. ВИАМ: электрон. науч.-техн. журн. 2022. № 2. Ст. 03. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 16.09.2022). DOI: DOI 1018/2307-6046-2022-0-2-32-51
35. Мищинов Б. П., Зиганьшин И. Р., Игошев И. Е. Перспективность использования гелевого литья в аддитивных технологиях // Материалы междунар. науч.-техн. конф. «Актуальные проблемы порошкового материаловедения» / под ред. А. А. Ташкинова, Пермь: Пермский национальный исследовательский политехнический университет, 2018. С. 277 – 280.
36. Мищинов Б. П., Зиганьшин И. Р., Порозова С. Е. Оптимизация параметров гелеобразования в водных суспензиях «диоксид титана – поливиниловый спирт» для 3D-печати // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. 2018. Т. 20, № 4. С. 67 – 71. DOI: 10.15593/2224-9877/2018.4.08
37. Беляченков И. О., Щеголева Н. Е., Чайникова А. С. и др. Влияние спекающих и модифицирующих добавок на процесс спекания и свойства нитридокремниевой керамики // Авиационные материалы и технологии. 2020. № 1. С. 70 – 78. DOI: 10.18577/2071-9140-2020-0-1-70-78
38. Воронов В. А., Чайникова А. С., Лебедева Ю. Е., Ткаленко Д. М. Влияние морфологии, фазового состава и содержания частиц оксида алюминия на реологические свойства водных суспензий на их основе // Авиационные материалы и технологии: электрон. науч.-техн. журн. 2021. № 4. Ст. 02. URL: http://www.journal.viam.ru (дата обращения: 16.08.2022). DOI: 10.18577/2713-0193-2021-0-4-14-25

Статью можно приобрести
в электронном виде!

PDF формат

500

DOI: 10.14489/glc.2023.01.pp.012-021
Тип статьи: Обзор
Оформить заявку

Ключевые слова

Для цитирования статьи

Бабашов В. Г., Варрик Н. М. Метод гелевого литья для получения керамических материалов // Стекло и керамика. 2023. Т. 96, № 1. С. 12 – 21. DOI: 10.14489/glc.2023.01.pp.012-021