Son derece Konsantre Süspansiyonlarının reolojik Karakterizasyonunda Zorluklar - Ekran-baskı Gümüş Pastaları için bir Vaka Çalışması

Bu prosedürün genel amacı, klasik plakadan plakaya rotasyonel reometride karmaşık deformasyon ve akış davranışı sergileyen yüksek konsantrasyonlu süspansiyonların güvenilir reolojik karakterizasyonudur. Bu yöntem, akış yazdırma macunları için önemli soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Prosesi ile ilgili farklı reolojik parametrelerin kapsamlı bir karakterizasyonu, bu tür macunların geliştirilmiş işleme ve uygulama özelliklerine sahip özel bir mühendisliği için gereklidir.

Bu yaklaşımın temel avantajı, numune deformasyonunun aynı anda gözlemlenmesi ve reolojik verilerin kaydedilmesidir. Prosedürü gösteren, KIT, Mekanik Proses Mühendisliği ve Mekanik Enstitüsü'nden doktora öğrencisi olan Ceren Yüce olacak. Akma gerilimi ölçümlerine başlamak için, yirmi beş milimetre çapında plakalara ve iki ila dört mikrometre plaka pürüzlülüğüne sahip paralel bir plaka reometresi kurun.

Yapılacak ölçümleri, toplam bin elli saniyelik ölçüm süresi ile otuz beş adımda bir ila üç bin paskal arasında değiştirilecek saf gerilim ile kademeli kontrollü saf gerilim modunda hazırlayın. Endoskopik bir kamerayı bir tripoda monte edin ve kamerayı bir LED spot ışığı ile donatın. Kamerayı bir bilgisayara bağlayın ve kontrastı ve parlaklığı gerektiği gibi ayarlayın.

Numunenin homojen bir şekilde harmanlandığından emin olmak için bir numune gümüş macununu bin RPM'de bir hız karıştırıcı ile otuz saniye karıştırın. Alt plakaya az miktarda karıştırılmış macun sürün. Üst plakayı ölçüm konumunun hemen üzerine getirin.

Tabak kenarlarındaki fazla gümüş macununu bir spatula ile çıkarın. Ardından, üst plakayı ölçüm konumuna getirin. Macunu dikey bir oturma parçacıkları çizgisiyle işaretleyin.

Numunenin dengelenmesi için cihazda beş dakika oturmasına izin verin. Normal kuvvetler azaldığında, aynı anda ölçümü ve video kaydını başlatın. Macun boşluktan döküldüğünde, ölçümü ve kaydı durdurun.

Plakaları etinol ile temizleyin ve plakaların kurumasını bekleyin. Bu ölçümü toplamda üç kez yapın, her uygulamadan önce macunu karıştırın ve her ölçümden sonra plakaları temizleyin. Daha sonra, bir nokta bir beş mikrometre pürüzlülüğü olan yirmi milimetre plakalar kullanarak ayrı bir paralel plaka reometresinde bir dizi ölçüm ve kayıt elde edin.

Ardından, dokuz mikrometrelik bir pürüzlülük elde etmek için yirmi milimetrelik plakalara zımpara kağıdı parçaları yapıştırmak için çift taraflı bant kullanın. Her ölçümden sonra zımpara kağıdını değiştirerek başka bir ölçüm ve kayıt seti elde edin. Her ölçüm serisi için, deformasyonu saf gerilime karşı logaritmik olarak çizin.

Teğet kesişme noktası yöntemi ile ortamın akma gerilimini belirleyin. Paralel plaka ölçümleriyle aynı parametrelerle, kademeli olarak kontrol edilen saf stres modunda ölçümler elde etmek için fincan reometresinde bir kanat hazırlayın. Gümüş macun örneğini iyice karıştırın ve macunu reometre kabına yükleyin.

Kanadı ölçüm konumuna getirin ve cihazın beş dakika boyunca dengelenmesine izin verin. Ardından, en az üç ölçüm elde edin. Kanat geometrisini etinol ile temizleyin ve aletin her tekrar arasında yeniden dengelenmesine izin verin.

Dik gerilime karşı deformasyonu çizin ve teğet kesişme noktası yöntemiyle ortamın akma gerilimini belirleyin. Araştırmamız, akma geriliminin bir kanat veya plaka plakası geometrisi kullanılarak elde edilebileceğini göstermektedir. Bir deri kılıfta, plaka pürüzlülüğü uygun şekilde seçilmelidir.

Bu amaçla, temel davranış ve kayıtlar dikkatlice kontrol edilmelidir. Esneme davranışı ölçümlerine başlamak için, altı milimetre çapında iki silindirik pistonlu bir kılcal kopma uzama reometresi kurun. Germe hızını saniyede yedi nokta beş milimetre olarak ayarlayın.

Yüksek hızlı bir kameranın kare hızını saniyede iki yüz elli kare olarak ayarlayın. Arka ışığı açın ve esneme ölçümünü yakalamak için kamerayı konumlandırın. Görüntü keskinliğini, kontrastını ve parlaklığını gerektiği gibi ayarlayın.

Gümüş macunu iyice karıştırın ve ardından macunu alt pistona uygulayın. Üst pistonu ölçüm konumuna getirin ve fazla gümüş macununu çıkarın. Kamerayı ve ölçümü aynı anda başlatın.

Filament kırıldıktan sonra kaydı ve ölçümü durdurun ve pistonları etinol ile temizleyin. Ölçümü bu hızda toplam üç kez gerçekleştirin, macunu karıştırın ve her seferinde pistonları temizleyin. Bu şekilde saniyede on bir ve yüz on milimetrelik esneme hızlarında iki ölçüm seti daha elde edin.

Kayıtları gözden geçirin ve her tekrar için filament kırılmasını gösteren ilk kareyi belirleyin. Piston konumunu belirleyin ve test edilen her hız için kritik gerilme oranını hesaplayın. Serigrafi baskıda kullanılan yüksek baskı hızı ve dar ölçülü baskılar, snap off noktasını snap lab'a asimile etme yeteneğini sınırlar.

Bununla birlikte, bu filament germe deneylerindeki uzama kopması bu fenomenle ilişkili olabilir. Levha pürüzlülüğünün akma gerilmesi ölçümlerine etkisi iki gümüş macunu ile değerlendirilmiştir. Bir nokta bir beş mikrometre pürüzlülüğüne sahip plakalar kullanıldığında, oturma parçacıkları ile işaretlenmiş macun üst plakaya yapışır ve alt plaka üzerinde kayar, bu da bir tıkaç akışının oluştuğunu gösterir.

Bu nedenle, bu gümüş hamurlarının akma gerilimi bu sistemle doğru bir şekilde ölçülemez. İki ila dört mikrometre arasında değişen pürüzlülük değerlerine sahip plakalar kullanıldığında, güvenilir, iyi tanımlanmış bir reolojik ölçüm için gerekli olan oturma işaretinin hareketinden tam bir deformasyon profili gözlenir. Bu sonuçlar, kanat geometrisi ölçümleri ile karşılaştırılarak doğrulanmıştır.

Gümüş macunlar, bir nokta, bir, beş, iki ila dört mikrometre plaka pürüzlülüğü değerleri için benzer davranış sergiler. Pürüzlülük değeri dokuz mikrometreye yükseltildiğinde, macun B, düşük gerilmelerde saf bir deformasyon profili gösterdi ve bu da daha yüksek gerilmelerde dik bantlamaya geçiş yaptı. Bununla birlikte, macun A gerekli profili göstermedi ve gözlemlenen tıkaç akışını oluşturmak için gereken stres, akma stresinden önemli ölçüde daha yüksekti.

Her iki macunun esneme davranışı, yüksek hızlı bir kamera kullanılarak çeşitli esneme hızlarında karşılaştırıldı. Filament kırılmasının gözlendiği tekstil gerilme oranı, macun A için tüm hızlarda daha uzundu. Bir kez ustalaştıktan sonra, bu yaklaşım sadece gümüş macunları değil, aynı zamanda diğer yüksek oranda doldurulmuş süspansiyonları da karakterize etmek için kullanılabilir.

Bununla birlikte, üstel protokolün ilgili malzemenin taleplerine göre ayarlanması gerekir. Deneysel yaklaşımımız, basılı elektronik alanındaki araştırmacıların, laboratuvarda taranan deneylere dayalı olarak macunlarının baskı özelliklerini şarj etmelerinin önünü açıyor. Bu, üstün baskı özelliklerine sahip macunların geliştirilmesine yardımcı olacaktır.

Bu videoyu izledikten sonra, yüksek oranda doldurulmuş macunların güvenilir bir reolojik karakterizasyonunun nasıl yapılacağını ve duvar kayması, tıkaç akışı veya numune dökülmesi gibi bir olay meydana gelirse nelere dikkat etmeniz gerektiğini iyi anlamış olmalısınız. Ayrıca, baskı süreciyle ilgili farklı reolojik test prosedürleri hakkında da bir fikir edineceksiniz.