Desafios na reológico Caracterização de suspensões altamente concentrado - um estudo de caso para-impressão da tela de prata Cola

O objetivo geral deste procedimento é a caracterização reológica confiável de suspensões altamente concentradas, que exibem deformação complexa e comportamento de fluxo na reometria rotacional clássica placa a placa. Esse método pode ajudar a responder a perguntas-chave para pastas de impressão de fluxo. Uma caracterização abrangente de diferentes parâmetros reológicos relevantes para o processo é essencial para uma engenharia personalizada de tais pastas com propriedades aprimoradas de processamento e aplicação.

A principal vantagem dessa abordagem é a observação simultânea da deformação da amostra e o registro de dados reológicos. Demonstrando o procedimento estará Ceren Yuce, estudante de doutorado do KIT, Instituto de Engenharia e Mecânica de Processos Mecânicos. Para iniciar as medições de tensão de escoamento, configure um reômetro de placa paralela com placas de vinte e cinco milímetros de diâmetro e uma rugosidade da placa de dois a quatro micrômetros.

Preparar as medições a serem feitas no modo de tensão pura controlada por etapas, com a tensão absoluta variando entre um e três mil pascais em trinta e cinco etapas, com um tempo total de medição de mil e cinquenta segundos. Monte uma câmera endoscópica em um tripé e equipe a câmera com um refletor LED. Conecte a câmera a um computador e ajuste o contraste e o brilho conforme necessário.

Misturar uma amostra de pasta de prata com um misturador rápido a mil rpm durante trinta segundos para garantir que a amostra é homogeneamente misturada. Aplique uma pequena quantidade da pasta misturada na placa inferior. Traga a placa superior logo acima da posição de medição.

Remova o excesso de pasta de prata das bordas da placa com uma espátula. Em seguida, mova a placa superior para a posição de medição. Marque a pasta com uma linha vertical de partículas sentadas.

Deixe a amostra descansar no instrumento por cinco minutos para equilibrar. Uma vez que as forças normais tenham decaído, inicie simultaneamente a medição e a gravação de vídeo. Quando a pasta derramar da lacuna, pare a medição e o registro.

Limpe as placas com etinol e deixe-as secar ao ar. Realize esta medição três vezes no total, misturando a pasta antes de cada aplicação e limpando as placas após cada medição. Em seguida, adquira um conjunto de medições e registros em um reômetro de placa paralela separado usando placas de vinte milímetros com uma rugosidade de um ponto e cinco micrômetros.

Em seguida, use fita dupla face para prender pedaços de lixa nas placas de vinte milímetros para obter uma rugosidade de nove micrômetros. Obtenha outro conjunto de medições e registros, substituindo a lixa após cada medição. Para cada série de medições, traçar a deformação logaritmicamente em função da tensão pura.

Determine a tensão de escoamento do meio pelo método do ponto de interseção tangente. Prepare um reômetro de palheta em copo para obter medições no modo de tensão total controlada por etapas, com os mesmos parâmetros das medições de placas paralelas. Misture bem a amostra de pasta de prata e carregue a pasta no copo do reômetro.

Mover a palheta para a posição de medição e deixar o instrumento equilibrar durante cinco minutos. Em seguida, obtenha pelo menos três medições. Limpe a geometria da palheta com etinol e deixe o instrumento se reequilibrar entre cada repetição.

Plote a deformação versus tensão pura e determine a tensão de escoamento do meio pelo método do ponto de interseção tangente. Nossa pesquisa demonstra que a tensão de escoamento pode ser obtida usando uma geometria de palheta ou placa de placa. Em um estojo de couro, a rugosidade da placa deve ser selecionada adequadamente.

Para isso, o comportamento básico e as gravações devem ser verificados cuidadosamente. Para iniciar as medições do comportamento de alongamento, configure um reômetro alongacional de ruptura capilar com dois pistões cilíndricos de seis milímetros de diâmetro. Defina a velocidade de alongamento para sete vírgula cinco milímetros por segundo.

Defina a taxa de quadros de uma câmera de alta velocidade para duzentos e cinquenta quadros por segundo. Ligue a luz de fundo e posicione a câmera para capturar a medição de alongamento. Ajuste a nitidez, o contraste e o brilho da imagem conforme necessário.

Misture bem a pasta de prata e aplique a pasta no pistão inferior. Abaixe o pistão superior para a posição de medição e remova o excesso de pasta de prata. Inicie simultaneamente a câmera e a medição.

Assim que o filamento se romper, pare a gravação e a medição e limpe os pistões com etinol. Realize a medição nessa velocidade três vezes no total, misturando a pasta e limpando os pistões a cada vez. Obtenha mais dois conjuntos de medições em velocidades de alongamento de onze e cento e dez milímetros por segundo dessa maneira.

Revise as gravações e identifique o primeiro quadro que mostra a quebra do filamento para cada repetição. Determine a posição do pistão e calcule a taxa de estiramento crítico para cada velocidade testada. A alta velocidade de impressão e as impressões de medidas estreitas usadas na serigrafia limitam a capacidade de assimilar o ponto de encaixe ao laboratório de encaixe.

No entanto, a quebra alongacional nesses experimentos de alongamento de filamentos pode estar relacionada a esse fenômeno. O efeito da rugosidade da placa nas medidas de tensão de escoamento foi avaliado com duas pastas de prata. Quando placas com rugosidade de um ponto e cinco micrômetros são usadas, a pasta marcada com partículas de assento gruda na placa superior e desliza na placa inferior, indicando que um fluxo em pistão se formou.

Assim, a tensão de escoamento dessas pastas de prata não pode ser medida com precisão com este sistema. Quando são utilizadas placas com valores de rugosidade variando de dois a quatro micrômetros, observa-se um perfil de deformação puro a partir do movimento da marcação de assento, o que é necessário para uma medição reológica confiável e bem definida. Esses resultados foram validados por comparação com medições de geometria de palhetas.

As pastas de prata exibem comportamento semelhante para valores de rugosidade da placa de um vírgula um cinco em dois a quatro micrômetros. Quando o valor da rugosidade foi aumentado para nove micrômetros, a pasta B mostrou um perfil de deformação pura em baixas tensões, que fez a transição para bandas puras em tensões mais altas. No entanto, a pasta A não mostrou o perfil necessário e a tensão para criar o fluxo em pistão observado é significativamente maior do que a tensão de escoamento.

O comportamento de alongamento de ambas as pastas foi comparado em várias velocidades de alongamento usando uma câmera de alta velocidade. A razão de estiramento têxtil na qual a quebra do filamento foi observada foi maior para a pasta A em todas as velocidades. Uma vez dominada, essa abordagem pode ser usada para caracterizar não apenas pastas de prata, mas também outras suspensões altamente preenchidas.

No entanto, o protocolo exponencial deve ser ajustado de acordo com as demandas do respectivo material. Nossa abordagem experimental abre caminho para pesquisadores no campo da eletrônica impressa carregarem as propriedades de impressão de suas pastas com base em experimentos digitalizados em laboratório. Isso ajudará a desenvolver pastas com propriedades de impressão superiores.

Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como fazer uma caracterização reológica confiável de pastas altamente preenchidas e o que você deve considerar se ocorrer um fenômeno como deslizamento de parede, fluxo de tampão ou derramamento de amostra. Você também terá uma ideia sobre os diferentes procedimentos de teste reológico relevantes para o processo de impressão.