Keramika
Alumina keramika - bu aşınmaya bardoshli, korroziyaga chidamli va yuqori quvvatli keramika materiali. U keng tarqalgan bo'lib qo'llaniladi va hozirda yuqori haroratli strukturaviy keramikaning eng keng tarqalgan toifasi hisoblanadi. Ommaviy ishlab chiqarishni shakllantirish va mahsulotning muntazam tashqi ko'rinishi, kichik silliqlash miqdori va oson mayda silliqlash talablariga javob berish uchun quruq presslashning shakllantirish usulini tanlash juda zarur. Siqish bilan shakllantirishda blanka ma'lum bir gradatsiyaga ega kukun bo'lishi kerak, namlik va biriktiruvchi kamroq bo'lishi kerak.Shuning uchun partiyaning atalasini shar frezalash va mayda maydalashdan so'ng yuqoriroq suyuqlik va g'ildirakli bulkani olish kerak. zichlik. Spray quritish granulyatsiyasi qurilish keramikasi va yangi keramika ishlab chiqarishning asosiy usuli bo'ldi.Ushbu jarayon bilan tayyorlangan kukun yaxshi suyuqlikka, katta va kichik zarrachalarning ma'lum bir qismiga va yaxshi massa zichligiga ega.Shuning uchun purkagich bilan quritish quruq presslangan kukunni tayyorlashning eng samarali usuli hisoblanadi.
Spray quritish suyuq materiallar (shu jumladan atala) atomizatsiya qilingan va keyin issiq quritish muhitida quruq kukunli materiallarga aylantiriladigan jarayondir. Materiallar juda nozik sharsimon tuman tomchilariga atomizatsiya qilinadi, chunki tuman tomchilari juda nozik va sirt maydonining hajmga nisbati juda katta, namlik tez bug'lanadi va quritish va granulyatsiya jarayonlari bir zumda yakunlanadi. Materiallarning zarracha o'lchami, namligi va massa zichligi quritish parametrlarini sozlash orqali boshqarilishi mumkin. Bir xil sifat va yaxshi takrorlanadigan sferik kukun buzadigan amallar quritish texnologiyasini qo'llash orqali ishlab chiqarilishi mumkin, shu bilan kukun ishlab chiqarish jarayonini qisqartiradi, avtomatik va uzluksiz ishlab chiqarishni osonlashtiradi va nozik alumina keramik quruq kukunli materiallarni keng miqyosda tayyorlashning samarali usuli hisoblanadi.
2.1.1 Atlama tayyorlash
95% chinni materialini tayyorlash uchun 99% tozalikdagi birinchi toifali sanoat aluminiy oksidi taxminan 5% qo'shimchalar bilan qo'shiladi va sharni frezalash materialning nisbati bo'yicha amalga oshiriladi: shar: suv = 1: 2: 1 va barqaror suspenziyani tayyorlash uchun oddiy suv o'lchagichi, deflokulyator va tegishli miqdorda suv qo'shiladi. tegishli loy qattiq tarkibi, turi va deflokulyant dozalari.
2.1.2 Spray quritish jarayoni
Spray quritish jarayonida asosiy nazorat jarayoni parametrlari quyidagilardir: a). Quritgichning chiqish harorati. Odatda 110 ℃ da nazorat qilinadi.b). Ko‘krakning ichki diametri. 0,16 mm yoki 0, 8 mm teshik plastinkasidan foydalaning. c), siklon ajratuvchi bosim farqi, 220Pa da nazorat qilish.
2.1.3 Spray quritishdan keyin kukunning ishlashini tekshirish
Namlikni aniqlash keng tarqalgan keramik namlikni aniqlash usullariga muvofiq amalga oshirilishi kerak. Zarrachamorfologiyasi va zarracha kattaligi mikroskop orqali kuzatildi. Kukunning suyuqligi va massa zichligi ASTM eksperimental standartlariga muvofiq metall kukunining suyuqligi va zichligi uchun sinovdan o'tkaziladi. Usul: tebranishsiz sharoitda 50 g kukun (0, 01 g gacha aniq) suyuqligi uchun diametri 6 mm va uzunligi 3 mm bo‘lgan shisha voronka bo‘yni orqali o‘tadi;Tebranish bo‘lmasa, kukun bir xil shisha voronkadan o‘tadi va bir xil shisha voronkadan balandligi 25 mm bo‘lgan idishga tushadi. Vibratsiyali bo'lmagan zichlik - bu bo'shashgan qadoqlash zichligi.
3.1.1 Atlama tayyorlash
Spray quritish granulyatsiya jarayonidan foydalangan holda, atala tayyorlash hal qiluvchi kalit hisoblanadi. Loyning qattiq tarkibi, nozikligi va suyuqligi quruq kukunning chiqishi va zarracha hajmiga bevosita ta'sir qiladi.
Ushbu turdagi alumina chinni kukuni bepusht bo'lgani uchun, blankaning hosil bo'lishini yaxshilash uchun kerakli miqdorda bog'lovchi qo'shilishi kerak. Ko'pincha dekstrin, polivinil spirt, karboksimetilselüloza, polistirol va boshqalar kabi organik moddalar. Polivinil spirti (PVA), suvda eruvchan bog'lovchi, bu ekologik sezgirlikni o'zgartirish uchun ko'proq tanlangan. atrof-muhit namligi quruq kukunning xususiyatlariga sezilarli ta'sir qiladi.
Polivinil spirti juda ko'p turli xil, turli darajadagi gidroliz va polimerizatsiya darajasiga ega, bu esa purkagich bilan quritish jarayoniga ta'sir qiladi. Uning umumiy gidroliz darajasi va polimerizatsiya darajasi buzadigan amallar bilan quritish jarayoniga ta'sir qiladi. Uning dozasi odatda 014 - 015wt% ni tashkil qiladi.Haddan tashqari ko'p qo'shilishi purkagich granulyatsiyasi kukunini bosish paytida zarrachalarning deformatsiyalanishiga yo'l qo'ymaslik uchun qattiq quruq kukun zarralarini hosil qiladi.Agar zarrachalarning xususiyatlarini presslashda yo'q qilishning iloji bo'lmasa, bu nuqsonlar yashil tanada saqlanadi va kuyishdan keyin uni yo'q qilib bo'lmaydi, bu esa yakuniy mahsulot sifatiga ta'sir qiladi. Bog'lovchi qo'shilishi juda kam yashil quvvat ish yo'qotilishini oshiradi. Tajriba shuni ko'rsatadiki, kerakli miqdorda bog'lovchi qo'shilsa, yashil ignabargli kesma mikroskop ostida kuzatiladi. Ko'rinib turibdiki, bosim 3Mpa dan 6Mpa gacha oshirilganda, kesma bir tekis ko'tariladi va kam sonli sharsimon zarrachalar mavjud. Bosim 9Mpa bo'lsa, bo'lim silliq bo'ladi va asosan sharsimon zarralar yo'q, lekin yuqori bosim yashil ignabargli qatlamning tabaqalanishiga olib keladi. PVA taxminan 200 ℃ da ochiladi.
Kuyishni boshlang va taxminan 360 ℃ da to'kib tashlang. Organik bog'lovchini eritib, ignabargli zarralarni namlash uchun zarralar orasidagi suyuqlik oraliq qatlamini hosil qiling, ignabargli plastisiyasini yaxshilang, zarralar orasidagi ishqalanishni va materiallar va qolip o'rtasidagi ishqalanishni kamaytiring, zichlikni oshirishga yordam bering, shuningdek, presslangan ignabargli materialning taqsimlanishi va taqsimlanishi miqdorini qo'shing. plastifikator, odatda glitserin, etil oksalat kislotasi va boshqalar ishlatiladi.
Bog'lovchi organik makromolekulyar polimer bo'lganligi sababli, atala ichiga bog'lovchini qo'shish usuli ham juda muhimdir. Tayyorlangan bog'lovchini kerakli qattiq tarkibga ega bir xil loyga qo'shish eng yaxshisidir. Shu tarzda erimagan va tarqalmagan organik moddalarni atala ichiga kiritishdan qochish mumkin va qo'shilishi mumkin bo'lgan nuqsonlarni kamaytirish mumkin. atala sharni frezalash yoki aralashtirish orqali osongina hosil bo'ladi. Tomchiga o'ralgan havo quruq kukunda bo'lib, quruq zarralarni ichi bo'sh qiladi va hajm zichligini kamaytiradi. Ushbu muammoni hal qilish uchun defoamerlarni qo'shish mumkin.
Iqtisodiy va texnik talablardan kelib chiqqan holda, yuqori qattiq tarkib talab qilinadi. Quritgichning ishlab chiqarish quvvati soatiga bug'lanish suviga tegishli bo'lganligi sababli, yuqori qattiq tarkibga ega bo'lgan atala quruq kukun ishlab chiqarishni sezilarli darajada oshiradi. Qattiq tarkib 50% dan 75% gacha ko'tarilganda, quritgichning chiqishi ikki barobar ortadi.
Qattiq tarkibning pastligi ichi bo'sh zarrachalar paydo bo'lishining asosiy sababidir.Quritish jarayonida suv tomchining yuzasiga ko'chib o'tadi va qattiq zarrachalarni olib yuradi, bu esa tomchining ichki qismini ichi bo'sh qiladi; agar tomchi atrofida past o'tkazuvchanlik elastik plyonka hosil bo'lsa, bug'lanish tezligi past bo'lganligi sababli tomchining harorati oshadi va suv ichki qismdan bug'lanadi, bu esa tomchining bo'rtib ketishiga olib keladi.Ikkala holatda ham zarrachalarning sharsimon shakli buziladi va ichi bo'sh halqa yoki olma yoki nok shaklidagi zarralar hosil bo'ladi, bu suyuqlikning qo'shilishi va quruqligini kamaytiradi. yuqori qattiq tarkibli atala kamaytirish mumkin
Qisqa quritish jarayonida quritish jarayonining qisqarishi suv bilan birga zarracha yuzasiga o'tkaziladigan yopishtiruvchi miqdorini kamaytirishi mumkin, shunda zarrachalar yuzasida bog'lovchi kontsentratsiyasi markazdan kattaroq bo'lishiga yo'l qo'ymaslik, zarrachalar qattiq yuzaga ega bo'lishi va zarralar bosish va shakllantirish jarayonida zarrachalar deformatsiyalanmaydi va ezilmaydi, shuning uchun ignabargli tana massasini kamaytiradi. Shuning uchun yuqori sifatli quruq kukunni olish uchun atala tarkibidagi qattiq tarkibni oshirish kerak.
Spray bilan quritish uchun ishlatiladigan atala etarli darajada suyuqlikka ega bo'lishi va iloji boricha kamroq namlikka ega bo'lishi kerak.Agar ko'proq suv kiritish orqali atalaning yopishqoqligi kamaytirilsa, quritish uchun nafaqat energiya sarfi oshadi, balki mahsulotning massa zichligi ham kamayadi.Shuning uchun bir nechta bo'yoqli quritgichlar yordamida eritmaning yopishqoqligini kamaytirish kerak. mikron yoki undan kichikroq zarrachalar, kolloid dispersiya tizimi sifatida qaralishi mumkin.Kolloid barqarorlik nazariyasi suspenziya zarrachalariga ikkita kuch taʼsir etishini koʻrsatadi: van der Vaals kuchi (Kulon kuchi) va elektrostatik itarilish kuchi. Agar kuch asosan tortishish bo'lsa, aglomeratsiya va flokulyatsiya sodir bo'ladi. Zarralar orasidagi o'zaro ta'sirning umumiy potentsial energiyasi (VT) ularning masofasiga bog'liq bo'lib, bu vaqt davomida VT qaysidir nuqtada tortishish energiyasi VA va itaruvchi energiya VR yig'indisidir. Zarralar orasidagi VT maksimal ijobiy potentsial energiyani taqdim etganda, u ma'lum bir susmerning barqarorligi uchun VA hisoblanadi. tizim VRni boshqaradigan funktsiyalardir: zarrachalarning sirt zaryadi va qo'shaloq elektr qatlamlarining qalinligi. Ikki qatlamning qalinligi valentlik bog'ining kvadrat ildiziga va muvozanat ionining kontsentratsiyasiga teskari proportsionaldir. Ikki qatlamli siqilish flokulyatsiyaning potentsial to'sig'ini kamaytirishi mumkin, shuning uchun valentlik bog'i va past eritma konsentratsiyasi teng ravishda ishlatiladi. demulsifikatorlar HCI, HNO3, NaOH, (CH) 3noh (to'rtlamchi amin), GA va boshqalar.
95 alumina sopol kukunining suvga asoslangan eritmasi neytral va gidroksidi bo'lganligi sababli, boshqa keramik shlaklarga yaxshi suyultiruvchi ta'sir ko'rsatadigan ko'plab koagulyantlar o'z funksiyalarini yo'qotadi.Shuning uchun, yuqori qattiq tarkibli va yaxshi suyuqlik bilan atala tayyorlash juda qiyin. muhit bo'lib, turli xil mitsel tarkibi va tuzilishining dissotsiatsiya holatini hosil qiladi. Atamaning pH qiymati dissotsilanish va adsorbsiya darajasiga bevosita ta'sir qiladi, natijada z potentsialining o'zgarishi va tegishli flokulyatsiya yoki dissotsiatsiyaga olib keladi.
Alumina eritmasi kislota yoki ishqoriy muhitda musbat va manfiy z potentsialining maksimal qiymatiga ega. Bu vaqtda eritmaning yopishqoqligi dekoagulyatsiya holatining eng past qiymatida bo'ladi, bulamaç neytral holatda bo'lsa, uning yopishqoqligi oshadi va flokulyatsiya sodir bo'ladi. atala to'g'ri demulsifikator qo'shilishi bilan kamayadi, shuning uchun uning yopishqoqlik qiymati suvnikiga yaqin bo'ladi. Oddiy viskozimetr bilan o'lchanadigan suvning suyuqligi 3 sekund / 100 ml, atala suyuqligi esa 4 soniya / 100 ml ni tashkil qiladi. atalaning yopishqoqligi kamayadi, shuning uchun atala tarkibidagi qattiq tarkibni 60% gacha oshirish va barqaror qadoqlash hosil bo'lishi mumkin.Kurutgichning ishlab chiqarish quvvati soatiga suvning bug'lanishiga ishora qilganidek, suspenziya.
3.1.2 Spray quritish jarayonida asosiy parametrlarni nazorat qilish
Quritish minorasidagi havo oqimining sxemasi quritish vaqtiga, ushlab turish vaqtiga, qoldiq suvga va tomchilarning devorga yopishishiga ta'sir qiladi.Ushbu tajribada tomchilab havoni aralashtirish jarayoni aralash oqimdir, ya'ni issiq gaz quritish minorasiga yuqoridan kiradi va quritish minorasining pastki qismiga atomizatsiya qiluvchi nozul o'rnatiladi, hosil bo'ladi va tomchi havo bilan aralashtiriladi. qarama-qarshi oqim va tomchi zarbaning yuqori qismiga yetganda, u quyi oqimga aylanadi va konusning shakliga purkaladi.Tomchi quritish minorasiga kirishi bilanoq, u tez orada maksimal quritish tezligiga etadi va doimiy tezlikda quritish bosqichiga o'tadi. Doimiy tezlikda quritish bosqichining uzunligi tomchining namligiga, loyning yopishqoqligiga, quruq havoning harorati va namligiga bog'liq. Doimiy tezlikda quritish bosqichidan tez quritish bosqichigacha bo'lgan chegara nuqtasi C kritik nuqta deb ataladi. Bu vaqtda tomchining yuzasi suvning ko'chishi bilan to'yingan holatni saqlab qololmaydi, bug'lanish tezligining pasayishi bilan tomchilarning harorati oshadi va D nuqtadagi tomchilar yuzasi to'yingan bo'lib, qattiq qobiq qatlamini hosil qiladi. Bug'lanish ichki qismga o'tadi va quritish tezligi pasayishda davom etadi. Suvni yanada yo'q qilish qattiq qobiqning namlik o'tkazuvchanligi bilan bog'liq.Shuning uchun oqilona ish parametrlarini nazorat qilish kerak.
Quruq kukunning namligi asosan purkagichning chiqish harorati bilan belgilanadi.Namlik miqdori quruq kukunning massa zichligi va suyuqligiga ta'sir qiladi va bosilgan blankaning sifatini belgilaydi.PVA namlikka sezgir. Turli xil namlik sharoitida, bir xil miqdordagi PVA quruq kukun zarralarining sirt qatlamining turli qattiqligiga olib kelishi mumkin, bu esa bosimning o'zgarishini aniqlashni va presslash jarayonida ishlab chiqarish sifatini beqaror qiladi. Shuning uchun quruq kukunning namligini ta'minlash uchun chiqish harorati qat'iy nazorat qilinishi kerak. Odatda, chiqish harorati 110 ℃ da nazorat qilinishi kerak va kirish harorati mos ravishda sozlanishi kerak. Kirish harorati 400 ℃ dan oshmaydi, odatda taxminan 380 ℃ da nazorat qilinadi. Agar kirish harorati juda yuqori bo'lsa, minora tepasidagi issiq havo harorati haddan tashqari qizib ketadi. Tuman tomchilari eng yuqori nuqtaga ko'tarilib, haddan tashqari qizib ketgan havoga duch kelganda, bog'lovchi sopol kukuni uchun bog'lovchining ta'siri kamayadi va nihoyat quruq kukunning presslash qobiliyatiga ta'sir qiladi. Ikkinchidan, agar kirish harorati juda yuqori bo'lsa, isitgichning xizmat qilish muddati ham ta'sir qiladi va isitgichning terisi tushib ketadi va issiq quruq havo changga kiradi. kirish harorati va chiqish harorati asosan aniqlanadi, chiqish harorati besleme nasosining bosimi, siklon ajratgichning bosim farqi, atalaning qattiq tarkibi va boshqa omillar bilan ham sozlanishi mumkin.
Siklon separatorning bosim farqi. Tsiklon separatorining bosim farqi katta bo'lib, bu chiqish haroratini oshiradi, mayda zarrachalar to'planishini oshiradi va quritgichning hosildorligini kamaytiradi.
3.1.3 Spray quritilgan kukunning xususiyatlari
Spray quritish usuli bilan tayyorlangan alumina keramika kukunining suyuqligi va qadoqlash zichligi odatda odatdagi jarayon bilan tayyorlanganidan yaxshiroqdir. Qo'lda granulyatsiya kukuni aniqlovchi qurilma orqali tebranishsiz oqishi mumkin emas va buzadigan amallar granulyatsiyasi kukuni buni to'liq bajarishi mumkin. Metall kukunining suyuqligi va massa zichligini sinash uchun ASTM standartiga tayangan holda, turli xil suv miqdori sharoitida purkagich bilan quritish natijasida olingan zarrachalarning massa zichligi va suyuqligi o'lchandi. 1-jadvalga qarang.
1-jadval buzadigan amallar bilan quritilgan kukunning bo'sh zichligi va suyuqligi
1-jadval Chang zichligi va oqim tezligi
| Namlik (%) | 1.0 | 1.6 | 2.0 | 2.2 | 4.0 |
| Siqilish zichligi (g/sm3) | 1.15 | 1.14 | 1.16 | 1.18 | 1.15 |
| Likvidlik (lar) | 5.3 | 4.7 | 4.6 | 4.9 | 4.5 |
Spray quritilgan kukunning namligi odatda 1 - 3% da nazorat qilinadi. Hozirgi vaqtda kukunning suyuqligi yaxshi bo'lib, bu presslash kalıplama talablariga javob berishi mumkin.
DG1 - qo'lda tayyorlangan granulyatsiya kukunining zichligi va DG2 - buzadigan amallar granulyatsiyasi uchun kukunning zichligi.
Qo'lda granulyatsiyalangan kukun sharni maydalash, quritish, elaklash va granulyatsiya qilish yo'li bilan tayyorlanadi.
Qo'lda granulyatsiya va buzadigan amallar granulyatsiyasi natijasida hosil bo'lgan presslangan kukunlarning zichligi 2-jadval
2-jadval Yashil tananing zichligi
| Bosim (MPA) | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 |
| DG1 (g/sm3) | 2.32 | 2.32 | 2.32 | 2.33 | 2.36 | 2.4 |
| DG2 (g/sm3) | 2.36 | 2.46 | 2.53 | 2.56 | 2.59 | 2.59 |
Kukunning zarracha kattaligi va morfologiyasi mikroskopda kuzatilgan. Ko'rinib turibdiki, zarrachalar asosan qattiq sharsimon, aniq interfeys va silliq sirtga ega. Ba'zi zarralar olma shaklida, nok shaklida yoki ko'prikli bo'lib, jami 3% ni tashkil qiladi. Zarrachalar hajmining taqsimlanishi quyidagicha: zarrachalarning maksimal hajmi 200 mkm (< 1%), minimal zarracha hajmi 20 mkm (individual), aksariyat zarrachalar taxminan 100 mkm (50%) va zarrachalarning ko'pchiligi taxminan 50 mkm (20%). Spray quritish natijasida hosil bo'lgan kukun 15 graduslik sinterlanadi. 3170 g/sm3.
(1) 60% qattiq tarkibga ega 95 alumina atalasini PVA ni biriktiruvchi sifatida ishlatish, tegishli koagulyant va moylash vositasi qo'shish orqali olish mumkin.
(2) purkagich bilan quritish parametrlarini oqilona nazorat qilish ideal quruq kukunni olishi mumkin.
(3) buzadigan amallar quritish jarayonini qo'llash orqali quruq quruq presslash jarayoni uchun mos bo'lgan 95 alumina kukuni ishlab chiqarilishi mumkin. Uning bo'sh zichligi taxminan 1, 1 g / sm3va sinterlash zichligi 3170 g / sm3.
