Umfassende rheologische Charakterisierung von keramischen Spritzgießmassen

Bei der Verarbeitung von keramischen Spritzgießmassen nimmt die Bedeutung der möglichst genauen Kenntnis des rheologischen Verhaltens mit dem Kompliziertheitsgrad des Bauteiles zu. Im Stadium der Versatz- und Verfahrensentwicklung ist die Kontrolle der rheologischen Eigenschaften besonders wichtig, weil diese maßgeblich von der Dispersität des verwendeten Pulvers, vom Feststoff-Binder-Verhältnis, vom Binderversatz (zum Beispiel von der Zugabe von grenzflächenaktiven Stoffen) u. a. beeinflußt werden. Nicht immer kann dieser Einfluß durch eine Variation der Verarbeitungsparameter (Temperatur und Spritzdruck) kompensiert werden. Für die Bewertung der rheologischen Eigenschaften von keramischen Spritzgießmassen wird oft die Hochdruckkapillarviskosimetrie angewandt, die jedoch neben dem meßtechnischen Aufwand und Problemen mit dem Verschleiß der Kapillaren vor allem den Nachteil hat, daß die Fließkurven nur im Bereich sehr hoher Schergeschwindigkeiten gemessen werden können. Im vorliegenden Beitrag wird gezeigt, daß die rheologischen Eigenschaften von Spritzgießmassen umfassend charakterisiert werden können, wenn kapillarviskosimetrische Untersuchungen am Meßkneter durch Messungen am schubspannungsgesteuerten Rotationsviskosimeter mit einem profilierten Platte-Platte-System ergänzt werden. Neben der reproduzierbaren Bestimmung der Fließgrenze wird dadurch die Charakterisierung des rheologischen Verhaltens keramischer Spritzgießmassen im gesamten relevanten Schergeschwindigkeitsbereich von 0 bis 10000 Paxs möglich. Der Einfluß verschiedener Versatzparameter (Feststoffanteil, Feststoffdispersität, Binderversatz, Zugabe von grenzflächenaktiven Stoffen) sowie der Temperatur auf die rheologischen Eigenschaften kann nachgewiesen und interpretiert werden.