Optimieren Sie das Bandgießen mit METHOCEL™

Was ist Keramikband?

Keramikband wird im sogenannten Bandgießverfahren hergestellt. Dabei wird eine Keramikschlämme mit einer Rakel auf eine ebene Fläche aufgetragen und anschließend getrocknet, um einen gleichmäßigen Film zu bilden. Dieser Film lässt sich hinsichtlich Dicke, Dichte, Festigkeit und Rauheit an spezifische Anwendungsanforderungen anpassen. Diese Eigenschaften können durch die gezielte Auswahl der Inhaltsstoffe, wie Viskosität und Oberflächenspannung der Schlämme, eingestellt werden.

Welche Materialien werden beim Bandgießen verwendet?

Neben Keramikpulver (dem aktiven Bestandteil der Gießschlicker) werden Additive und Inhaltsstoffe wie Bindemittel, Tenside, Lösungsmittel, Dispergiermittel und Weichmacher eingesetzt, um die physikalischen Eigenschaften zu steuern, die die endgültige Qualität des Keramikbandes beeinflussen. Obwohl Bindemittel nur einen sehr geringen Gewichtsanteil der gesamten Gießschlickerzusammensetzung ausmachen, spielen sie eine wichtige Rolle bei der Herstellung hochwertiger Keramikbänder. Sie halten die Keramikpulverpartikel zusammen und verleihen dem Keramikband die notwendige Grünfestigkeit, damit es während des Trocknungsprozesses vor dem Sintern intakt bleibt. Die leistungsfähigsten Bindemittel für das Gießverfahren müssen zudem beim Sintern vollständig ausbrennen und möglichst wenige Verunreinigungen in die Keramikbänder einbringen, insbesondere in solche, die in elektronischen Anwendungen eingesetzt werden.

METHOCEL™ Keramik-Gussklebebänder

IFF METHOCEL™ ist eine Produktlinie pflanzenbasierter Celluloseetherbindemittel, die bevorzugt in Anwendungen für den Keramikbandguss eingesetzt werden. Sie bieten zahlreiche vorteilhafte Eigenschaften, die einzigartige und optimale Leistungsvorteile mit sich bringen, wie nachfolgend aufgeführt.

Hohe Bindungseffizienz

METHOCEL™-Polymere weisen eine hohe Wasserretention auf und bieten filmbildende sowie oberflächenaktive Eigenschaften, die die Bindungsaktivität in wässrigen Keramikschlämmen verbessern. Die Wasserretention von METHOCEL™ trägt zu stabileren, glatteren und plastischeren Mischungen bei. Die oberflächenaktiven Eigenschaften des METHOCEL™-Polymers reduzieren die Oberflächenspannung des Schlamms und ermöglichen so eine bessere Benetzung der Partikel. Dies, kombiniert mit den filmbildenden Eigenschaften von METHOCEL™, führt zur Bildung einer Polymerbeschichtung um die Partikel und erhöht Adhäsion, Kohäsion und Grünfestigkeit des Schlickers. Ein Vergleich der Oberflächenspannungsreduktion von METHOCEL™ mit der von gängigen Tensiden wird weiter unten angestellt. Dieser Vergleich legt nahe, dass der Bedarf an Tensiden in Schlammformulierungen sogar reduziert werden kann.

Sauberes Ausbrennen und geringer Aschegehalt

Da bandgegossene Keramiken häufig in Anwendungen mit strengen Qualitätsanforderungen eingesetzt werden, ist es wichtig, dass die Bindemittel keine Verunreinigungen in die Keramik einbringen. METHOCEL™-Polymere zersetzen sich thermisch nach einer Kinetik erster Ordnung und gewährleisten so ein gleichmäßiges und vorhersagbares Ausbrennen gemäß der untenstehenden Grafik. METHOCEL™-Polymere sind zudem nicht thermoplastisch und verändern daher ihre physikalischen Eigenschaften bis zum Erreichen der Ausbrenntemperatur nicht.

Beim Ausbrennen von METHOCEL™ entsteht ein sehr geringer Aschegehalt. Dies ist vorteilhaft, da Asche das Kristallwachstum hemmen und den Schmelzpunkt von Keramik senken kann. Darüber hinaus wurden ausgewählte METHOCEL™-Sorten mit niedrigem NaCl-Gehalt entwickelt. Dies trägt dazu bei, Defekte in der elektrischen Leitfähigkeit zu vermeiden und ermöglicht die Herstellung hochwertiger Produkte wie Kondensatoren, Widerstände und Leiterplattensubstrate.

Thermische Gelierung

Im Gegensatz zu anderen Bindemitteln, die in bandgegossenen Keramiken verwendet werden, bildet METHOCEL™ bei erhöhten Temperaturen eine dreidimensionale Gelstruktur. Diese kann genutzt werden, um zusätzliche Stabilität zu gewährleisten, die Kohäsion zu erhöhen und die Integrität der Keramik-Grünbänder während des Trocknens und vor dem Sintern zu erhalten. Diese Eigenschaft wird als thermische Gelierung bezeichnet. Sie trägt dazu bei, die Migration des METHOCEL™-Bindemittels während des Trocknens zu verhindern und eine bessere Querschnittsfestigkeit und Konsistenz bei der Serienfertigung sicherzustellen. Die folgende Grafik veranschaulicht den Effekt der thermischen Gelierung in einer Keramikmischung. Dabei zeigt sich ein Anstieg der scheinbaren Viskosität und der Grünfestigkeit mit Erreichen der thermischen Gelierungstemperatur für METHOCEL™ A4M.

Die thermische Gelierung spielt auch eine wichtige Rolle bei der Verbesserung zahlreicher anderer Keramikherstellungsverfahren, wie beispielsweise Extrusion und Spritzgießen. Weitere Informationen finden Sie in diesem Artikel .

METHOCEL™ Bindemittel für Gießbänder

Zusammenfassung

METHOCEL™-Bindemittel sind dank ihrer hohen Bindeleistung, geringen Verunreinigung und thermischen Gelierungseigenschaften optimal für die anspruchsvollen Anforderungen des Keramikbandgießens geeignet. Die hohe Bindeleistung gewährleistet einen festen Zusammenhalt der Keramikpulver und somit die Herstellung starker und kohäsiver Bänder. Der saubere Ausbrennprozess und der geringe Aschegehalt von METHOCEL™ verhindern Verunreinigungen und Defekte – entscheidend für Anwendungen, die hochreine Materialien erfordern, wie beispielsweise in der Elektronik. Die thermische Gelierung sorgt zudem für zusätzliche Stabilität der Keramikbänder in kritischen Phasen des Herstellungsprozesses und verbessert so die Gesamtintegrität und Leistungsfähigkeit der Endprodukte. Klicken Sie unten, um noch heute ein Muster anzufordern.