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La sola sol, también conocida como sílice coloidal o hidrosol de sílice, es un excelente nanomaterial. Es una solución coloidal formada por partículas de sílice amorfas uniformemente dispersas en agua u solventes orgánicos. Es inodoro y no tóxico, con una fórmula molecular representada como msio₂ · nh₂o. El tamaño de partícula de la sol de sílice generalmente varía de 1 a 100 nm, ofreciendo una gran área de superficie específica y capacidad de adsorción. Como una solución coloidal de baja viscosidad, tiene una buena dispersión, lo que le permite penetrar y llenar los sólidos, especialmente los materiales porosos, haciendo que sus superficies fueran suaves.
Además, la SOL de sílice tiene fuertes propiedades adhesivas, lo que le permite formar estructuras de gel dura con otros materiales, lo que resulta en una resistencia de unión significativa. Por lo tanto, la sol de sílice se usa ampliamente en industrias como la fundición de precisión, los recubrimientos, los textiles, la fabricación de papel, los petroquímicos y la electrónica. Actúa como agente de unión para materiales orgánicos e inorgánicos, jugando un papel importante en estos campos.
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LEER MÁS El componente central de la nano sílice sol es partículas de sílice amorfa (fórmula molecular: msio₂ · nh₂o), y sus propiedades de unión resultan del efecto sinérgico de múltiples mecanismos:
Penetración a nivel nano y efecto de llenado
Debido a su tamaño de partícula extremadamente pequeño, el sol nano sílice puede penetrar rápidamente en las micro-porteras de materiales de fundición como patrones de cera, arenas de moldeo y lloses cerámicos, formando una estructura de "nano-ancla". Por ejemplo, en la fundición de inversión, cuando se aplica nano sílice se aplica como un aglutinante a la superficie de un patrón de cera, las nanopartículas se incrustan en los espacios moleculares de la superficie del patrón de cera. Después del secado, se forma una estructura entrelazada mecánica, mejorando significativamente la adhesión entre el recubrimiento y el sustrato.
Adsorción química hidroxilo de superficie
Las superficies de las partículas de sílice son ricas en grupos hidroxilo (-OH), que pueden formar enlaces de hidrógeno o enlaces covalentes con los grupos polares en las superficies de materiales como óxidos metálicos y cerámica. Esta adsorción química es particularmente crítica en la preparación de la concha. Cuando Nano Silica Sol contacta materiales refractarios (como arena de cuarzo y mullita), los grupos hidroxilo forman enlaces covalentes SI-O-M (M representa elementos metálicos) a través de reacciones de condensación de deshidratación, logrando una unión fuerte a nivel molecular.
Efecto de mejora de solidificación de gel
Nano Silica Sol geles en condiciones ácidas o alcalinas, formando una estructura de red tridimensional. En la fundición de precisión, ajustando el valor de pH o agregando agentes de curado (como sales de amonio), el sol nano sílice puede solidificarse rápidamente en un gel de sílice duro, uniendo fuertemente partículas refractarias dispersas en todo. Esta estructura de gel no solo proporciona soporte mecánico, sino que también mejora aún más la resistencia de unión a través de las fuerzas de Van der Waals entre las nanopartículas.
En comparación con los aglutinantes tradicionales (como el silicato de sodio y las resinas), la aplicación de sol nano sílice en la fundición de precisión muestra ventajas significativas:
Equilibrio de alta resistencia y baja contracción
Los aglutinantes tradicionales de silicato de sodio son propensos a las grietas de contracción debido a la evaporación del agua durante la solidificación. En contraste, el relleno de partículas de nivel nano de nano sílice de sílice reduce la porosidad, y la capacidad de deformación elástica de la red de gel reduce el estrés interno, asegurando la integridad de la carcasa después del tostado a alta temperatura. Los datos muestran que la resistencia a la flexión de las conchas preparadas con Nano Silica Sol puede alcanzar los 15 - 20 MPa, un aumento de más del 30% en comparación con los procesos tradicionales.
Estabilidad a alta temperatura y resistencia a la erosión
En la fundición de precisión, la carcasa debe soportar el fregado del metal fundido a temperaturas superiores a 1000 ° C. El esqueleto de sílice formado por nano sílice SOL tiene una excelente resistencia a alta temperatura (punto de fusión de hasta 1713 ° C), y el envasado cercano de nanopartículas suprime la penetración del metal fundido, evitando los defectos de la adhesión de la arena. Por ejemplo, en la fundición de aleaciones de alta temperatura para aeroespaciales, la resistencia a la erosión de las cubiertas de sol nano sílice se ha verificado a través de múltiples pruebas de fundición reales.
Adaptabilidad a estructuras complejas
La baja viscosidad (generalmente <50 MPA · S) de SOL nano sílice permite que se recubra uniformemente en la superficie de los patrones de cera complejos, incluso penetrando en pequeños ranuras de menos de 0.1 mm de profundidad. Esta excelente propiedad de recubrimiento hace que la nano sílice SOL funcione de manera extremada en la producción de fundiciones con estructuras de cavidad internas finas, como las palas de la turbina y los bloques del motor, resolviendo el problema del recubrimiento desigual causado por la fluidez insuficiente de los aglutinantes tradicionales.
Como un jugador importante en el campo de materiales de silicio inorgánicos de China, Tongxiang Hengli Chemical Co., Ltd. ha optimizado aún más el rendimiento de unión de la nano sílice SOL a través de la innovación tecnológica. Confiando en los talentos técnicos a nivel nacional y en un equipo senior de I + D, la compañía ha desarrollado productos Nano Silica Sol con módulos múltiples (1.0 - 3.8) y altas concentraciones (20% - 40% SIO₂), satisfaciendo las necesidades de diferentes procesos de casting.
En un proyecto de fundición de precisión de un fabricante de autopartes, después de reemplazar los aglutinantes tradicionales de silicato de sodio con productos de sol nano sílice de hengli químicos, la tasa de rechazo de la concha disminuyó del 12% al 5%, y la rugosidad de la superficie (AR) de las fundiciones mejoró de 12.5 μm a 6.3 μm. Esta mejora se beneficia de la capacidad de penetración a nivel nano de la nano sílice sol y el control preciso del módulo. Al ajustar el módulo de SOL de nano sílice (la relación molar de sílice a óxidos de metal alcalino), la velocidad de gelificación y la resistencia final se pueden controlar de manera flexible, adaptándose a los requisitos de moldeo rápido de las líneas de producción automatizadas.
Además, los productos de Hengli Chemical han aprobado la certificación del sistema de gestión de calidad ISO 9001. La aplicación de su sol nano sílice en la fundición de precisión ha cubierto múltiples campos de alta gama, incluidos los dispositivos aeroespaciales, de fabricación automotriz y médicos, convirtiéndose en un punto de referencia para la confiabilidad técnica en la industria.
Con el fortalecimiento de las regulaciones ambientales y la popularización de la fabricación inteligente, la aplicación de Nano Silica Sol en el casting de precisión mostrará dos tendencias principales:
Actualizaciones verdes sin aldehídos y fenoles
Los aglutinantes de resina tradicionales liberan sustancias nocivas como el formaldehído a altas temperaturas. Por el contrario, Nano Silica Sol, con agua como medio de dispersión, no es tóxico e inodoro, cumple con los estándares ambientales como el alcance de la UE, y se está convirtiendo en el material preferido para "fundición verde".
Adaptación a la producción inteligente
Combinado con la tecnología de Internet de las cosas (IoT), el control automatizado del proceso de recubrimiento de aglutinante se puede lograr mediante parámetros de monitoreo en línea, como la viscosidad y el valor de pH del sol nano sílice, mejorando aún más el rendimiento de la fundición. Por ejemplo, los productos Nano Silica Sol que respaldan las líneas de producción inteligentes de Hengli Chemical han logrado un control preciso del módulo y la concentración, proporcionando apoyo para la transformación digital de los procesos de fundición.