Керамика
Алюминий тотығы керамика тозуға төзімді, коррозияға төзімді және жоғары берік керамикалық материалдың бір түрі болып табылады. Ол кеңінен қолданылады және қазіргі уақытта жоғары температуралы құрылымдық керамиканың ең көп қолданылатын санаты болып табылады. Жаппай өндірісті қалыптастыру және өнімнің тұрақты сыртқы түрі, ұсақ ұнтақтау мөлшері және жеңіл ұнтақтау талаптарын қанағаттандыру үшін құрғақ престеудің қалыптау әдісін таңдау өте қажет. Компрессиялық қалыптау дайындаманың белгілі бір градациясы бар ұнтақ болуын талап етеді, ылғалдылығы мен байланыстырғышы аз. Сондықтан, шарикті ұнтақтаудан және ұсақ ұнтақтаудан кейін партияның суспензиясы жоғарырақ ұнтақталған ұнтақты алу керек. тығыздығы. Бүріккішпен кептіру түйіршіктеу құрылыс керамикасын және жаңа керамика өндірудің негізгі әдісі болды. Бұл процесс арқылы дайындалған ұнтақ жақсы ағындылыққа, үлкен және ұсақ бөлшектердің белгілі бір үлесіне және жақсы көлемдік тығыздыққа ие. Сондықтан, бүрку арқылы кептіру құрғақ престелген ұнтақты дайындаудың ең тиімді әдісі болып табылады.
Бүріккіш кептіру - сұйық материалдар (соның ішінде суспензия) ыстық кептіру ортасында атомизацияланатын, содан кейін құрғақ ұнтақ материалдарға айналатын процесс. Материалдар өте жұқа сфералық тұман тамшыларына айналады, өйткені тұман тамшылары өте ұсақ және бетінің көлеміне қатынасы өте үлкен, ылғал тез буланып, кептіру және түйіршіктеу процестері әп-сәтте аяқталады. Материалдардың бөлшектерінің мөлшерін, ылғалдылығын және көлемдік тығыздығын кептіру жұмысының параметрлерін реттеу арқылы басқаруға болады. Біркелкі сапа және жақсы қайталанатын сфералық ұнтақ спреймен кептіру технологиясын қолдану арқылы өндірілуі мүмкін, осылайша ұнтақты өндіру процесін қысқартады, автоматты және үздіксіз өндірісті жеңілдетеді және жұқа алюминий тотығы керамикалық құрғақ ұнтақ материалдарын кең көлемде дайындаудың тиімді әдісі болады.
2.1.1 Шламды дайындау
95% фарфор материалын дайындау үшін тазалығы 99% бірінші класты өнеркәсіптік алюминий оксиді шамамен 5% қоспалармен қосылады, ал шарикті фрезерлеу материалдың арақатынасына сәйкес жүзеге асырылады: шарик: су = 1: 2: 1, және тұрақты суспензияны дайындау үшін байланыстырғыш, дефлокулятор және судың сәйкес мөлшері қосылады, суспензияның салыстырмалы мөлшерін анықтау үшін қарапайым суспензияның салыстырмалы мөлшерін анықтайды. сәйкес лайдың қатты құрамы, дефлокулятордың түрі мен мөлшері.
2.1.2 Бүріккіш кептіру процесі
Бүріккіш кептіру процесінде басқару процесінің негізгі параметрлері: а). Кептіргіштің шығыс температурасы.Жалпы 110℃ деңгейінде бақыланады.b). Саптаманың ішкі диаметрі. 0,16 мм немесе 0, 8 мм тесік тақтасын пайдаланыңыз. c), Циклондық сепаратор қысымының айырмашылығы, 220Па бақылау.
2.1.3 Бүріккіш кептіруден кейін ұнтақтың өнімділігін тексеру
Ылғалдылықты анықтау жалпы керамикалық ылғалды анықтау әдістеріне сәйкес жүргізіледі. Бөлшекморфологиясы мен бөлшектердің мөлшері микроскоп арқылы бақыланды. Ұнтақтың сұйықтығы мен көлемдік тығыздығы ASTM метал ұнтағының сұйықтығы мен көлемдік тығыздығына арналған тәжірибелік стандарттарына сәйкес сыналады. Әдіс: дірілсіз жағдайда 50г ұнтақ (дәлдігі 0.01г) оның сұйықтығы үшін диаметрі 6мм және ұзындығы 3мм шыны воронка мойынынан өтеді;Дірілсіз жағдайда ұнтақ сол шыны воронкадан өтіп, сол шыны воронкадан биіктігі 25мм ыдысқа түседі. Дірілсіз тығыздық – бос қаптаманың тығыздығы.
3.1.1 Шламды дайындау
Бүріккіш кептіру түйіршіктеу процесін қолдану, суспензияны дайындау шешуші кілт болып табылады. Балшықтың қатты құрамы, ұсақтығы және сұйықтығы құрғақ ұнтақтың шығуына және бөлшектерінің мөлшеріне тікелей әсер етеді.
Глинозем фарфорының бұл түрінің ұнтағы бедеу болғандықтан, дайындаманың түзілу қабілетін жақсарту үшін байланыстырғыштың тиісті мөлшерін қосу қажет. Декстрин, поливинил спирті, карбоксиметилцеллюлоза, полистирол және т.б. сияқты жиі қолданылатын органикалық заттар. Осы ылғалдылықты өзгерту үшін суда еритін байланыстырғыш поливинил спирті (ПВА) таңдалды. қоршаған ортаның ылғалдылығы құрғақ ұнтақтың қасиеттеріне айтарлықтай әсер етеді.
Поливинил спиртінің әртүрлі түрлері, әртүрлі гидролиз дәрежесі және полимерлену дәрежесі бар, бұл шашыратқышпен кептіру процесіне әсер етеді. Оның жалпы гидролиз дәрежесі мен полимерлену дәрежесі спреймен кептіру процесіне әсер етеді. Оның мөлшерлемесі әдетте 014 - 015wt% құрайды. Тым көп қосу бүріккіш түйіршіктеу ұнтағының престеу кезінде бөлшектердің деформациялануын болдырмау үшін қатты құрғақ ұнтақ бөлшектерін түзеді.Егер бөлшектердің сипаттамаларын престеу кезінде жою мүмкін болмаса, бұл ақаулар жасыл денеде сақталады және күйдіруден кейін жойылмайды, бұл соңғы өнімнің сапасына әсер етеді. Тұтқырды қосудың тым аз жасыл күші жұмыстың жоғалуын арттырады. Тәжірибе көрсеткендей, байланыстырғыштың тиісті мөлшерін қосқанда, микроскоптың астында жасыл дайындаманың кесіндісі байқалады. Қысымды 3Мпа-дан 6Мпа-ға дейін арттырған кезде қиманың бірқалыпты ұлғайып, сфералық бөлшектердің аздағанын көруге болады. Қысым 9Mpa болғанда, қима тегіс болады және негізінен сфералық бөлшектер болмайды, бірақ жоғары қысым жасыл дайындаманың стратификациясына әкеледі. PVA шамамен 200 ℃ ашылады.
Жануды бастаңыз және шамамен 360 ℃ температурада төгіңіз. Органикалық байланыстырғышты еріту және дайындама бөлшектерін ылғалдандыру үшін бөлшектердің арасындағы сұйық аралық қабатын қалыптастырыңыз, дайындаманың пластикасын жақсартыңыз, бөлшектер арасындағы үйкелісті және материалдар мен қалып арасындағы үйкелісті азайтыңыз, тығыздықты арттыруға ықпал етіңіз пластификатор, әдетте глицерин, этил қымыздық қышқылы және т.б.
Тұтқыр органикалық макромолекулярлық полимер болғандықтан, байланыстырғышты суспензияға қосу әдісі де өте маңызды. Дайындалған байланыстырғышты қажетті қатты құрамы бар біркелкі балшыққа қосқан дұрыс. Осылайша, ерімеген және дисперсті емес органикалық заттардың суспензияға түсуін болдырмауға болады, ал байланыстырғышты қосудан кейінгі ақауларды азайтуға болады. суспензия шарикті фрезерлеу немесе араластыру арқылы оңай түзіледі. Тамшыға оралған ауа құрғақ ұнтақта болады, бұл құрғақ бөлшектерді қуыс етеді және көлемнің тығыздығын азайтады. Бұл мәселені шешу үшін көбік кетіргіштерді қосуға болады.
Экономикалық және техникалық талаптарға байланысты жоғары қатты құрам қажет. Кептіргіштің өндірістік қуаты сағатына булану суына жататындықтан, қатты құрамы жоғары суспензия құрғақ ұнтақтың шығуын айтарлықтай арттырады. Қатты заттардың құрамы 50%-дан 75%-ға дейін өскенде кептіргіштің өнімділігі екі есе артады.
Қатты бөлшектердің аз болуы қуыс бөлшектердің пайда болуының негізгі себебі болып табылады.Кептіру процесінде су тамшының бетіне көшіп, қатты бөлшектерді тасымалдайды, бұл тамшының ішкі бөлігін қуыс етеді; егер тамшының айналасында төмен өткізгіштігі бар серпімді қабық түзілсе, булану жылдамдығы төмен болғандықтан, тамшының температурасы жоғарылайды және су ішкі бөліктен буланады, бұл тамшыны дөңес етеді.Екі жағдайда да бөлшектердің шар пішіні бұзылады, ал қуыс сақиналы немесе алма немесе алмұрт тәрізді бөлшектер ұнтақ пайда болады, бұл сұйықтықтың кебуін төмендетеді. жоғары қатты құрамы бар суспензия азайтуы мүмкін
Қысқа кептіру процесінде кептіру процесінің қысқаруы бөлшектердің бетіндегі байланыстырғыш концентрациясының орталықтан жоғары болуын болдырмау үшін сумен бірге бөлшектердің бетіне тасымалданатын желім мөлшерін азайтуы мүмкін, осылайша бөлшектер қатты бетке ие болады, ал бөлшектер басу және қалыптау процесінде деформацияланбайды және езілмейді, осылайша дайындаманың дене массасын азайтады. Сондықтан жоғары сапалы құрғақ ұнтақ алу үшін суспензияның қатты құрамын арттыру керек.
Бүріккіш кептіру үшін қолданылатын суспензияның жеткілікті сұйықтығы және мүмкіндігінше аз ылғалдылығы болуы керек. Егер суспензияның тұтқырлығы көбірек су енгізу арқылы азайтылса, кептіру кезіндегі энергия шығыны артып қана қоймайды, сонымен қатар өнімнің көлемдік тығыздығы да азаяды.Сондықтан боялған кептіргіштердің көмегімен суспензияның тұтқырлығын азайту қажет. коллоидтық дисперсиялық жүйе ретінде қарастыруға болатын микрон немесе кішірек бөлшектер. Коллоидтық тұрақтылық теориясы суспензия бөлшектеріне әсер ететін екі күш бар екенін көрсетеді: ван-дер-Ваальс күші (Кулон күші) және электростатикалық тебілу күші. Егер күш негізінен гравитация болса, агломерация және флокуляция орын алады. Бөлшектердің өзара әрекеттесуінің жалпы потенциалдық энергиясы (VT) олардың қашықтығымен байланысты, бұл кезде қандай да бір нүктеде VT гравитациялық энергияның VA және кері итеру энергиясының VR қосындысы болып табылады. Бөлшектер арасындағы VT максималды оң потенциалдық энергияны көрсеткенде, бұл белгілі бір депопеннің тұрақтылығы үшін VA жүйесі болып табылады. жүйе VR бақылайтын функциялар болып табылады: бөлшектердің беттік заряды және қос электр қабаттарының қалыңдығы. Қос қабаттың қалыңдығы валенттік байланыстың квадрат түбіріне және тепе-теңдік ионының концентрациясына кері пропорционал. Қос қабатты қысу флокуляцияның әлеуетті тосқауылын азайтуы мүмкін, сондықтан валенттік байланыс және қажетті концентрация теңдікте қолданылатын төмен ерітінділер болып табылады. деэмульгаторлар HCI, HNO3, NaOH, (CH) 3noh (төрттік амин), GA және т.б.
95 глиноземикалық керамика ұнтағының су негізіндегі суспензиясы бейтарап және сілті болғандықтан, басқа керамикалық суспензияға жақсы сұйылту әсері бар көптеген коагулянттар өз қызметін жоғалтады. Сондықтан қатты құрамы жоғары және жақсы өтімділігі бар суспензияны дайындау өте қиын. орта болып табылады және әртүрлі мицелла құрамы мен құрылымының диссоциация күйін құрайды. Қойманың рН мәні диссоциация мен адсорбция дәрежесіне тікелей әсер етеді, нәтижесінде ζ потенциалы және сәйкес флокуляция немесе диссоциация өзгереді.
Алюминий тотығы қышқылды немесе сілтілі ортада оң және теріс ζ потенциалының максималды мәніне ие. Бұл кезде суспензияның тұтқырлығы декоагуляция күйінің ең төменгі мәнінде болады, ал суспензия бейтарап күйде болғанда оның тұтқырлығы жоғарылайды және флокуляция жүреді. суспензия тиісті деэмульгаторды қосу арқылы азаяды, осылайша оның тұтқырлық мәні суға жақын болады. Қарапайым вискозиметрмен өлшенетін судың сұйықтығы 3 секунд / 100 мл, ал суспензияның сұйықтығы 4 секунд / 100 мл. суспензияның тұтқырлығы төмендейді, осылайша суспензиядағы қатты зат 60% -ға дейін ұлғайып, тұрақты қаптама пайда болуы мүмкін. Кептіргіштің өндірістік қуаты сағатына судың булануын білдіреді, сондықтан суспензия.
3.1.2 Бүріккіш кептіру процесінде негізгі параметрлерді бақылау
Кептіру мұнарасындағы ауа ағынының үлгісі кептіру уақытына, ұсталу уақытына, қалдық суға және тамшылардың қабырғаға жабысуына әсер етеді. Бұл тәжірибеде тамшы ауасының араласу процесі аралас ағын болып табылады, яғни ыстық газ кептіру мұнарасына жоғарыдан түседі, ал тозаңдатқыш саптама кептіру мұнарасының түбіне орнатылады, құрғататын ауа ағыны, фонтан тамшы ауамен араласады. қарсы ағын, ал тамшы соққының жоғарғы жағына жеткенде, ол төменгі ағынға айналады және конустық пішінге айналады. Тамшы кептіру мұнарасына кірген бойда ол көп ұзамай максималды кептіру жылдамдығына жетеді және тұрақты жылдамдықпен кептіру кезеңіне өтеді. Тұрақты жылдамдықтағы кептіру кезеңінің ұзақтығы тамшының ылғалдылығына, лайдың тұтқырлығына, құрғақ ауаның температурасы мен ылғалдылығына байланысты. Тұрақты жылдамдықтағы кептіру сатысынан жылдам кептіру сатысына дейінгі С шекаралық нүктесі критикалық нүкте деп аталады. Бұл кезде тамшы беті судың миграциясы арқылы қаныққан күйін сақтай алмайды.Булану жылдамдығының төмендеуімен тамшылардың температурасы жоғарылайды, ал D нүктесіндегі тамшылардың беті қаныққан, қатты қабық қабатын құрайды. Булану ішке қарай жылжиды, ал кептіру жылдамдығы төмендей береді. Судың одан әрі жойылуы қатты қабықтың ылғал өткізгіштігіне байланысты.Сондықтан ақылға қонымды жұмыс параметрлерін бақылау қажет.
Құрғақ ұнтақтың ылғалдылығы негізінен шашыратқыш кептіргіштің шығыс температурасымен анықталады. Ылғалдылық құрғақ ұнтақтың массалық тығыздығы мен сұйықтығына әсер етеді және престелген дайындаманың сапасын анықтайды. ПВА ылғалдылыққа сезімтал. Әртүрлі ылғалдылық жағдайында ПВА-ның бірдей мөлшері құрғақ ұнтақ бөлшектерінің беткі қабатының әртүрлі қаттылығын тудыруы мүмкін, бұл қысымның ауытқуын анықтауды және престеу процесінде өндіріс сапасын тұрақсыз етеді. Сондықтан құрғақ ұнтақтың ылғалдылығын қамтамасыз ету үшін шығыс температурасын қатаң бақылау керек. Әдетте, шығыс температурасы 110 ℃ деңгейінде бақылануы керек, ал кіріс температурасы сәйкесінше реттелуі керек. Кіріс температурасы 400 ℃ аспайды, әдетте шамамен 380 ℃ бақыланады. Егер кіріс температурасы тым жоғары болса, мұнараның жоғарғы жағындағы ыстық ауа температурасы қызып кетеді. Тұман тамшылары ең жоғары нүктеге көтеріліп, қызып кеткен ауамен кездескенде, құрамында байланыстырғыш бар керамикалық ұнтақ үшін байланыстырғыштың әсері төмендейді, ал соңында құрғақ ұнтақтың престеу өнімділігі әсер етеді. Екіншіден, кіріс температурасы тым жоғары болса, қыздырғыштың қызмет ету мерзімі де әсер етеді және жылытқыштың терісі құлап, құрғақ ауаның ластануымен бірге ыстық құрғақ ұнтақты U енгізеді. кіріс температурасы мен шығыс температурасы негізінен анықталады, шығыс температурасын қоректендіру сорғысының қысымы, циклондық сепаратордың қысым айырмашылығы, суспензияның қатты құрамы және басқа факторлар арқылы реттеуге болады.
Циклондық сепаратордың қысым айырмашылығы. Циклондық сепаратордың қысым айырмашылығы үлкен, бұл шығыс температурасын арттырады, ұсақ бөлшектердің жиналуын арттырады және кептіргіштің өнімділігін төмендетеді.
3.1.3 Бүріккіш кептірілген ұнтақтың қасиеттері
Бүріккіш кептіру әдісімен дайындалған алюминий тотығы керамикалық ұнтақтың сұйықтығы мен орау тығыздығы әдеттегі процесспен дайындалғанға қарағанда жақсырақ. Қолмен түйіршіктеу ұнтағы анықтау құрылғысы арқылы дірілсіз ағып кете алмайды, ал бүріккіш түйіршіктеу ұнтағы мұны толығымен орындай алады. Металл ұнтағының сұйықтығы мен көлемдік тығыздығын сынауға арналған ASTM стандартына сілтеме жасай отырып, судың әртүрлі жағдайларында бүрку арқылы кептіру нәтижесінде алынған бөлшектердің көлемдік тығыздығы мен сұйықтығы өлшенді. 1-кестені қараңыз.
1-кесте кептірілген ұнтақтың бос тығыздығы және сұйықтығы
1-кесте Ұнтақтың тығыздығы мен ағынының жылдамдығы
| Ылғалдылық (%) | 1.0 | 1.6 | 2.0 | 2.2 | 4.0 |
| Тығыздықтың тығыздығы (г/см3) | 1.15 | 1.14 | 1.16 | 1.18 | 1.15 |
| Өтімділік (лар) | 5.3 | 4.7 | 4.6 | 4.9 | 4.5 |
Бүріккіш кептірілген ұнтақтың ылғалдылығы әдетте 1 - 3% деңгейінде бақыланады. Бұл уақытта ұнтақтың өтімділігі жақсы, ол престеу қалыптау талаптарына жауап бере алады.
DG1 - қолдан жасалған түйіршіктеу ұнтағының тығыздығы, ал DG2 - бүріккіш түйіршіктеу ұнтағының тығыздығы.
Қолмен түйіршіктелген ұнтақ шарикті фрезерлеу, кептіру, елеу және түйіршіктеу арқылы дайындалады.
Қолмен түйіршіктеу және шашыратқыш түйіршіктеу арқылы түзілген престелген ұнтақтардың тығыздығы 2-кесте
2-кесте Жасыл дененің тығыздығы
| Қысым (MPA) | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 |
| DG1 (г/см3) | 2.32 | 2.32 | 2.32 | 2.33 | 2.36 | 2.4 |
| DG2 (г/см3) | 2.36 | 2.46 | 2.53 | 2.56 | 2.59 | 2.59 |
Ұнтақтың бөлшектерінің мөлшері мен морфологиясы микроскоп арқылы бақыланды. Бөлшектердің негізінен қатты сфералық, айқын интерфейсі және тегіс беті бар екенін көруге болады. Кейбір бөлшектер алма пішінді, алмұрт пішінді немесе көпір тәрізді, жалпы санының 3% құрайды. Бөлшектердің өлшемдерінің таралуы келесідей: бөлшектердің максималды өлшемі 200 мкм (< 1%), ең төменгі бөлшектердің өлшемі 20 мкм (жеке), бөлшектердің көпшілігі шамамен 100 мкм (50%) және бөлшектердің көпшілігі шамамен 50 мкм (20%). Бүріккіш кептіру кезінде алынған ұнтақ және агломерация дәрежесі 150 3170 г/см3.
(1) 60% қатты құрамы бар 95 глиноземді суспензияны байланыстырғыш ретінде PVA пайдалану, тиісті коагулянт пен майлауды қосу арқылы алуға болады.
(2) шашыратқыш кептіру жұмысының параметрлерін ақылға қонымды бақылау мінсіз құрғақ ұнтақты алуға болады.
(3) шашыратқыш кептіру процесін қабылдау арқылы құрғақ құрғақ престеу процесіне жарамды 95 алюминий тотығы ұнтағын өндіруге болады. Оның бос тығыздығы шамамен 1,1 г/см3ал агломерация тығыздығы 3170г/см3.
