Kesan agen penyerak dan pH ampaian dalam pemprosesan berkoloid serbuk nano zirkonia

Abstract

Serbuk seramik bersaiz nano cenderung mengalami masalah aglomerat semasa pemprosesan serbuk disebabkan oleh kewujudan daya van der Waals pada permukaan zarah halus yang menggalakkan zarah untuk saling bergumpal. Pemprosesan berkoloid merupakan kaedah yang dapat membantu mencegah pengaglomeratan zarah halus dan membolehkan penyebaran zarah menjadi lebih terkawal. Pengaruh agen penyerak dan pH ampaian dalam pemprosesan berkoloid serbuk nano zirkonia (3Y-TZP) telah diuji dalam kajian ini. Agen penyerak Polyethylene Imine (PEI) dan Polydiallyldimethyl Ammonium Chloride (PDADMAC) telah digunakan dalam ujikaji ini dengan kuantiti agen penyerak masing-masing adalah sebanyak 0.0%, 0.3%, 0.4%, 0.5%, 0.6% dan 0.7 % daripada jumlah berat zirkonia. Jenis dan jumlah optimum agen penyerak yang boleh memaksimumkan penyebaran serbuk dalam ampaian zirkonia ditentukan menggunakan alat meter kelikatan. Kesan pH ampaian diuji terhadap ampaian zirkonia yang mengandungi agen penyerak dan tanpa agen penyerak. Jasad anum dihasilkan melalui proses penuangan buburan dan dipra-sinterkan pada suhu 600 oC selama 45 minit sebelum disinter pada suhu 1100 oC selama 2 jam. Kajian ini secara keseluruhannya menunjukkan agen penyerak PEI sesuai digunakan pada keadaan pH berasid. Ketumpatan dan kekerasan sampel adalah tinggi pada pH 4 dengan penambahan PEI iaitu dengan peratus ketumpatan 98% daripada nilai teori dan nilai kekerasan adalah 4.35GPa. Sifat mekanik zirkonia didapati mampu ditingkatkan sekiranya penyerakan zarah ampaian zirkonia berlaku dengan baik berikutan penambahan agen penyerak yang menepati kuantiti optimumnya serta penyesuaian pH ampaian yang tepat.