Notas de aplicación

Reología de lechadas cerámicas

Aplicación
Determinación de la dependencia de la viscosidad respecto a la velocidad de cizallamiento y carga (tixotropía) mediante una curva de histéresis:

Ensayo
Rampa lineal controlada por velocidad de cizallamiento (barrido CR ascendente), mantenimiento de velocidad (CR constante) y rampa lineal decreciente controlada por velocidad (barrido CR descendente).

En la rampa ascendente se mide la muestra “estructurada”. Los valores de esfuerzo cortante y viscosidad son mayores a la misma velocidad de cizallamiento; el esfuerzo cortante comienza aproximadamente en 50 Pa (punto de fluencia). La viscosidad disminuye fuertemente al aumentar la velocidad de cizallamiento (comportamiento pseudoplástico), y se observa claramente una histéresis (tixotropía).

Ensayo
Determinación del comportamiento de endurecimiento luego de la destrucción estructural en modo CR / OSC (tasa alta y constante de cizallamiento para destruir la estructura, oscilación para recuperación de la estructura).

Resultado


En el primer ensayo, la lechada cerámica se ciza a una velocidad constante de 500 s⁻¹ durante 60 s (línea azul en la primera sección). La viscosidad dinámica (línea roja en la primera sección) es aproximadamente 0,6 Pa·s. En el segundo ensayo, de oscilación controlada por esfuerzo cortante (CS OSC), con una amplitud de 10 Pa y frecuencia de 1 Hz, la muestra puede recuperarse durante 5 min, lo que se nota por el aumento rápido y luego más lento y pronunciado de la viscosidad compleja (línea roja en la segunda sección).

Resumen
El “endurecimiento” describe la capacidad de la suspensión para recuperarse “en reposo” tras la destrucción estructural; idealmente, la viscosidad debería alcanzar el valor más alto posible lo más rápidamente posible. Como resultado, se forman rápido fragmentos cerámicos dimensionalmente estables al colar preformas cerámicas.

Especialmente en el modo de oscilación controlada por esfuerzo cortante (CS OSC constante), la reconstrucción estructural se determina prácticamente de modo no destructivo, porque las mediciones se realizan con cargas/deformaciones muy bajas. La estructura puede formarse en reposo sin cizallamiento, como ocurre tras el colado.

El endurecimiento describe la capacidad de la suspensión para recuperarse “en reposo” tras la destrucción estructural. Se aprovechan hallazgos reológicos para procesos de producción posteriores, como el colado de toscos cerámicos…

Recomendación
Todas las mediciones sobre lechadas cerámicas fueron realizadas con el reómetro RHEOTEST® RN 5.1 y el sistema de medida de cilindro conforme a DIN 53019. El sistema de cilindro DIN 53019 consiste en una copa y un rotor, donde están especificadas las proporciones geométricas Ra/Ri y L/Ri. La temperatura puede ajustarse mediante control Peltier o termostato de líquido. Se midieron tanto el modo controlado por velocidad de cizallamiento como el modo de oscilación.