Fabricants de sol de silice nano

Comment fonctionne la propriété de liaison de Sol de nano-silice Obtenir des joints à haute résistance dans le moulage de précision ?

I. Mécanisme de liaison de Sol de nano-silice : De la micro-pénétration à la réticulation chimique

Le composant principal de Nano Silica Sol est constitué de particules de silice amorphe (formule moléculaire : mSiO₂·nH₂O), et ses propriétés de liaison résultent de l'effet synergique de multiples mécanismes :
Pénétration et effet de remplissage au niveau nanométrique
En raison de sa taille de particule extrêmement petite, le Nano Silica Sol peut pénétrer rapidement dans les micropores des matériaux de moulage tels que les modèles en cire, les sables de moulage et les boues céramiques, formant une structure de « nano-ancrage ». Par exemple, dans le moulage de précision, lorsque le Nano Silica Sol est appliqué comme liant sur la surface d'un motif en cire, les nanoparticules s'incrustent dans les interstices moléculaires de la surface du motif en cire. Après séchage, une structure mécanique de verrouillage se forme, améliorant considérablement l'adhérence entre le revêtement et le substrat.
Adsorption chimique d'hydroxyle de surface
Les surfaces des particules de silice sont riches en groupes hydroxyle (-OH), qui peuvent former des liaisons hydrogène ou des liaisons covalentes avec les groupes polaires sur les surfaces de matériaux comme les oxydes métalliques et les céramiques. Cette adsorption chimique est particulièrement critique dans la préparation des coques. Lorsque le Nano Silica Sol entre en contact avec des matériaux réfractaires (tels que le sable de quartz et la mullite), les groupes hydroxyle forment des liaisons covalentes Si-O-M (M représente les éléments métalliques) par le biais de réactions de condensation par déshydratation, obtenant ainsi une liaison forte au niveau moléculaire.
Effet d'amélioration de la solidification du gel
Le Nano Silica Sol gélifie dans des conditions acides ou alcalines, formant une structure de réseau tridimensionnelle. Lors du moulage de précision, en ajustant la valeur du pH ou en ajoutant des agents de durcissement (tels que des sels d'ammonium), le Nano Silica Sol peut rapidement se solidifier en un gel de silice dur, liant étroitement les particules réfractaires dispersées en un tout. Cette structure de gel fournit non seulement un support mécanique, mais améliore également la force de liaison grâce aux forces de Van der Waals entre les nanoparticules.

II. Avantages techniques du moulage de précision : de l'optimisation des processus aux avancées en matière de performances

Par rapport aux liants traditionnels (tels que le silicate de sodium et les résines), l’application du Nano Silica Sol dans le moulage de précision présente des avantages significatifs :
Équilibre entre haute résistance et faible retrait
Les liants traditionnels à base de silicate de sodium sont sujets aux fissures de retrait dues à l'évaporation de l'eau lors de la solidification. En revanche, le remplissage de particules nanométriques du Nano Silica Sol réduit la porosité et la capacité de déformation élastique du réseau de gel réduit les contraintes internes, garantissant ainsi l'intégrité de la coque après une torréfaction à haute température. Les données montrent que la résistance à la flexion des coques préparées avec Nano Silica Sol peut atteindre 15 à 20 MPa, soit une augmentation de plus de 30 % par rapport aux processus traditionnels.
Stabilité à haute température et résistance à l'érosion
Lors du moulage de précision, la coque doit résister au récurage du métal en fusion à des températures supérieures à 1 000 °C. Le squelette de silice formé par Nano Silica Sol présente une excellente résistance aux hautes températures (point de fusion jusqu'à 1 713 °C) et l'étroitesse des nanoparticules supprime la pénétration du métal en fusion, évitant ainsi les défauts d'adhésion du sable. Par exemple, dans le moulage d'alliages à haute température pour l'aérospatiale, la résistance à l'érosion des coques Nano Silica Sol a été vérifiée par plusieurs tests de moulage réels.
Adaptabilité aux structures complexes
La faible viscosité (généralement < 50 mPa·s) du Nano Silica Sol lui permet d'être appliqué uniformément sur la surface de motifs de cire complexes, pénétrant même dans de minuscules rainures de moins de 0,1 mm de profondeur. Cette excellente propriété de revêtement permet au Nano Silica Sol de fonctionner de manière exceptionnelle dans la production de pièces moulées avec de fines structures de cavité interne, telles que des aubes de turbine et des blocs moteurs, résolvant ainsi le problème du revêtement irrégulier causé par une fluidité insuffisante des liants traditionnels.

III. Cas d'application pratique : mise en œuvre de la technologie avec Tongxiang Hengli Chemical Co., Ltd. comme exemple

En tant qu'acteur important dans le domaine des matériaux inorganiques à base de silicium en Chine, Tongxiang Hengli Chemical Co., Ltd. a encore optimisé les performances de liaison du Nano Silica Sol grâce à l'innovation technologique. S'appuyant sur des talents techniques de niveau national et une équipe R&D senior, la société a développé des produits Nano Silica Sol avec des modules multiples (1,0 - 3,8) et des concentrations élevées (20 % - 40 % SiO₂), répondant aux besoins des différents processus de coulée.
Dans un projet de moulage de précision d'un fabricant de pièces automobiles, après avoir remplacé les liants traditionnels à base de silicate de sodium par des produits Nano Silica Sol de Hengli Chemical, le taux de rejet des coques a diminué de 12 % à 5 % et la rugosité de surface (Ra) des pièces moulées s'est améliorée de 12,5 μm à 6,3 μm. Cette amélioration bénéficie de la capacité de pénétration au niveau nanométrique du Nano Silica Sol et d’un contrôle précis du module. En ajustant le module du Nano Silica Sol (le rapport molaire de la silice aux oxydes de métaux alcalins), le taux de gélification et la résistance finale peuvent être contrôlés de manière flexible, s'adaptant aux exigences de moulage rapide des lignes de production automatisées.
De plus, les produits de Hengli Chemical ont passé la certification du système de gestion de la qualité ISO 9001. L'application de son Nano Silica Sol dans le moulage de précision a couvert plusieurs domaines haut de gamme, notamment l'aérospatiale, la fabrication automobile et les dispositifs médicaux, devenant ainsi une référence en matière de fiabilité technique dans l'industrie.

IV. Tendances futures : l'intégration de la nanotechnologie et de la coulée verte

Avec le renforcement des réglementations environnementales et la vulgarisation de la fabrication intelligente, l'application du Nano Silica Sol dans le moulage de précision montrera deux tendances majeures :
Améliorations vertes sans aldéhydes ni phénols
Les liants résineux traditionnels libèrent des substances nocives telles que le formaldéhyde à haute température. En revanche, le Nano Silica Sol, avec de l'eau comme milieu de dispersion, est non toxique et inodore, répondant aux normes environnementales telles que EU REACH, et est en train de devenir le matériau préféré pour le « moulage vert ».
Adaptation à la production intelligente
Combiné à la technologie Internet des objets (IoT), le contrôle automatisé du processus de revêtement du liant peut être réalisé en surveillant en ligne des paramètres tels que la viscosité et la valeur du pH du Nano Silica Sol, améliorant encore le rendement de coulée. Par exemple, les produits Nano Silica Sol qui soutiennent les lignes de production intelligentes de Hengli Chemical ont permis d'obtenir un contrôle précis du module et de la concentration, contribuant ainsi à la transformation numérique des processus de coulée.