Виробництво кварцової кераміки
Темою наукової дослідницької роботи передбачено визначення впливу умов підготовки кварцових суспензій на властивості шлікерів та відливок.
Під час дослідів метою наукової роботи є дослідити та встановити зв'язок між умовами підготовки бою кварцового скла, а саме миття, травлення та попередній помел. Визначити вплив умов стабілізації шлікерів на властивості відливок в гіпсові форми.
Кварцовою керамікою називають вироби, одержані з подрібненого плавленого кварцового піску, способами формування(пресування, прокатка, видування) і спікання. Кварцова кераміка є високотемпературним матеріалом, застосовуваним в атомній, авіаційній, ракетній і багатьох інших виробництвах нової техніки. Вона може відносно довго служити при температурі до 1200-1300 °С і допускає короткочасне перебування в області температур 1060-1700 °С. Основним фактором, обмежуючим область застосування кераміки з кварцового скла є кристалізація крістобалита, що виникає при температурі близько 1200 °С. Кристобаліт різко знижує термостійкість виробів. кварцовий скло шлікер відливка
Для виробництва кварцової кераміки економічно доцільно використовувати відходи (бій, брак) виробів з кварцового скла. Для дослідів було використано непрозоре кварцове скло з вмістом 99,3% SiO2 . Основними етапами підготовки скла являються :
- - Миття в водопровідній, а потім в дистильованій воді. Склобій занурюють у водопровідну воду на 10 хвилин, потом промивають дистильованою і відправляють на травлення. - За допомогою травлення досягають видалення поверхневих нальотів на склі, що призводять в ряді випадків до кристалізації. Внаслідок цього матеріал надалі володіє підвищеною стійкістю до кристалізації. Травлення проходить в соляній кислоті. - Попередній помел склобою здійснили в кульових млинах з високоглиноземистою або мулітовою футеровкою, як тіла, що мелють при цьому використовують кулі аналогічного складу. При отриманні кварцової кераміки є вимоги щодо високої чистоти вихідного матеріалу, так як практично всі домішки є активаторами кристалізації. Тому і було обрано саме таку футеровку для помелу склобою. Завдяки цьому в процесі подальших операцій збереглася висока ступінь чистоти вихідної сировини і вміст домішок в спеченому матеріалі було тільки на 0,008%. більше, ніж в вихідних.
Після помелу масу розсіюють на фракції : більше 9 мм; 1 мм; 0,5 мм і менше 0,5 мм. З цих фракцій готують зразки, які спочатку стабілізують протягом 3-х, 8-х, 12-х та 24-х год), випалюють при температурі 1200°С та дослуджують їх властивості. Такі як в'язкість, міцність на згин та стиск, пористість. Ті склади фракційних мас, з яких було отримано зразки з кращими показниками, далі будуть використовуватися для дослідів. З цих составів буде зроблено зразки шихт, які далі стабілізуються, а потім відливаються в гіпсові конусоподібні форми. З отриманих відливок визначити пористість та механічну міцність, за даними цих результатів визначається склад шихти, яка максимально підходе для виготовлення ракетних обтікачів.
В основному ракетні обтікачі формують способом шликерного ліття в гіпсових формах наливних або зливним способом. В даній роботі вологість шлікеру - 30% від маси скла.
Висококонцентрований шлікер має досить високу в'язкість і в такому вигляді безумовно непридатний для лиття. Для зниження в'язкості шлікер витримують при безперервному перемішуванні близько 3-4 діб (старіння), тоді в'язкість шлікера при одної тої ж кількості води зменшується в 5-10 разів в наслідок виділення води із зв'язаного гідратованого шару і переходу її у вільний стан (явища синерезиса).
Обтічники відливають у гіпсових формах з алюмінієвим осердям. Залитий у форму шликер витримують до необхідного набору маси, після чого сердечник витягають, а виливок разом з формою спочатку підсушують при 25 °С протягом доби, а потім сушать при 120 ° С протягом 3-4 діб в залежності від товщини заготівок. Висушені заготівки дають усадку від 0,1 до 0,5% і легко звільняються з форми.
Зі збільшенням пористості відливки спостерігається різке падіння їх міцності, тому пористість висушеного сирцю повинна бути не більше 12-15%. У цьому випадку їх міцність на вигин складає 40-60 кг/см2, стиск 400-700 кг/ см2. Ці вимоги забезпечуються при поєднанні достатньої полідисперсності з необхідним ступенем подрібнення кварцового скла. Якщо в складі лише крупні фракції, то виливки виходять нестійкі, швидко розшаровуються, а при більш тонких помолах знижується щільність відливкиі з'являється схильність до розтріскування, це обумовлено сильною гідратаціею кремнезему.
В керамічних суспензіях між близько розташованими високодисперсними частинками діють молекулярні (ван-дер-Вальсові) сили тяжіння. У зв'язку з тим, що частинки несуть на своїй поверхні однойменні заряди, між ними діють електричні сили взаємного відштовхування, тому технологічні властивості керамічних суспензій можна регулювати зміною pH середовища. Найкращим способом розрідження і стабілізації властивостей кварцового скла є гравітаційне перемішування.
В процесі перемішування зростають значення pH і щільності суспензії, а усадка відливок при сушінні зменшується. Стабілізовані суспензії в порівнянні з вихідними мають значно більшу седиментаційну стійкість, відмінність обумовлена тим, що не стабілізовані суспензії є агрегативно нестійкими, це і визначає їх меншу седиментаційну стійкість.
Міцність виливків з кварцової кераміки визначається ступенем стабілізації і дисперсністю вихідних суспензій, пористістю і вологістю виливки. Стабілізовані суспензії при вигині в 2 рази міцніше, ніж вихідні суспензії до стабілізації.
Шлікер - керамічна суміш сировинних матеріалів, води та електролітів, готова для виготовлення керамічних виробів методом лиття вологістю від 28% до 38%. Дисперсність частинок, регульована режимом роботи кульових млинів, визначає стійкість, і впливає на щільність відливок. Збільшення тонини помелу шлікера, погіршує його властивості, так як сповільнюється набір черепка, збільшується усадка і схильність до розтріскування виробів в процесі сушіння. Реологічні властивості ливарного шлікера залежать не тільки від складу і дисперсності твердої фази і форми твердих частинок, але і від якості рідкої фази. До рідкої фазі шлікера ставляться такі вимоги: відсутність хімічної взаємодії з твердою фазою, нерозчинність в ній твердої фази, мала в'язкість, здатність розчиняти добавки, що поліпшують її властивості, не містити домішок, що знижують якість відливки. У керамічних шлікером таким вимогам задовольняє вода. Шкідливі домішки, що знижують якість шлікера, - розчинні сульфати, гіпс, що потрапляють в нього як з компонентами маси, так і з гіпсових форм. Повітря в шлікером також чинить негативний вплив на його властивості, тому було зроблено вакууміровання шлікеру, при розрідженні від 40 до 61,2 МПа. Найкращі виливки отримують при використанні шлікерів найменшою в'язкості і вологості. Шлікер має в'язкість 1,6-2,1 при вологості 31,2-31,6%.
Недостатня щільність напівфабрикату (сирцю) до випалу служить причиною низької міцності і щільності кварцової кераміки внаслідок недостатнього спікання і кристалізації. Щоб уникнути кристалізації потрібно дотримуватися режим випалу. Спікання кварцової кераміки проводиться в газових печах. Вироби обпалюють в інтервалі температур 1200-1300°С. Швидкість підвищення температури (від 100 до 300°С в годину) і витримка при максимальній температурі (до 30 хв), це залежить від товщини і розмірів, а також щільності заготовок. Спікання починається при 1150-1200 °С, воно різко прискорюється при 1250°С і вище. При підвищеній пористості заготовок не вдається завершити спікання без інтенсивної об'ємної кристалізації кристобалита, що різко знижує якість виробів.
Похожие статьи
-
Порядок відпустки продуктів на виробництво - Організація роботи їдальні
Відпустка продукції є однією з важливих завершальних операцій складського циклу. З складських приміщень підприємства громадського харчування відпустка...
-
Хімічний склад і харчова цінність хлібобулочних виробів - Хлібопекарське виробництво
Хімічний склад хлібобулочних виробів (узагальнено -- хліба) залежить в основному від сорту борошна, з якого вони виготовлені, й рецептури. Основною...
-
Характеристика хлібних виробів - Хлібопекарське виробництво
З давніх часів хлібом називають зерно злакових. У народі кажуть: "Не той хліб, що в полі, а той, що в коморі", маючи на увазі зібраний врожай зернових. У...
-
Вимоги до якості хлібобулочних виробів - Хлібопекарське виробництво
Якість хлібобулочних виробів регламентується нормативно-технічною документацією на ці вироби. Показники якості закладені у відповідні стандарти або...
-
Огляд розвитку хлібопекарської промисловості України - Хлібопекарське виробництво
Перед початком першої світової війни (1914 р.) Україна не мала хлібопекарської промисловості. Ця галузь харчової індустрії була представлена численними...
-
Коротка історична довідка - Хлібопекарське виробництво
Хліб є одним з найвидатніших відкриттів в історії людства. Він існує тисячі років. Француз Антуан Огюст Пармантьє (1737-1813) дав чудове визначення...
-
За оцінками Національної спілки виробників взуття і шкіряної продукції, "УкрКожОбувь", наразі в Україні налічується понад 3,500 виробників взуття. Ці...
-
Склад, властивості та структура зварюваного матеріалу - Здатність до зварювання алюмінієвого сплаву
АМц-алюмінієвий сплав, що деформується, у якому основним легуючим елементом є марганець. Хімічний склад матеріалу відповідає вимогам ГОСТ 4784-97. Сплав...
-
Сировина ковбасного виробництва та її якість - Технологія виробництва ковбас
Для виготовлення ковбас використовують сировину основну, для масових виробів, різні замінники, матеріали для соління, ковбасні оболонки, допоміжні...
-
Температура, яка відповідає швидкому та повному зникненню напруг, є температурою загартування. Збільшення вмісту SiO2 та Al2O3 підвищує температуру...
-
Вибір режиму ТО Розрахунок складу бетону. Приймаємо для виробництва виробів портландцемент ІІ-го типу М500. Для даної установки призначаємо ОК=10 см тому...
-
Опис роботи теплової установки - Теплова обробка плит перекриття у касетній установці
Установки періодичної дії характеризуються тим, що технологічні операції виготовлення в них залізобетонних виробів (очищення і змазування робочих...
-
Вихідні дані: 1). Склад і густина бетонної суміші: Ц = 280кг/м3 П = 754кг/м3 Щ = 1222кг/м3 В = 210 л/м3 Б. С. = 2500 кг/м3 2). Маса установки GФ1 =87,7 т...
-
Состав материалов должен обеспечивать получение в отливке заданных физико-механических и физико-химических свойств; свойства и структура должны быть...
-
Літературний огляд - Ветеринарно-санітарна експертиза яєць та яйцепродуктів
Харчове значення та будова яєць Яйця, як харчовий продукт, за своїми смаковими та поживними властивостями займають одне з важливих місць у харчуванні...
-
Установка стаціонарних газоаналізаторів - Аналіз складу газу
При установці газоаналізатора велике значення має правильний вибір місця для відбору проби димових газів, що повинна найбільше повно характеризувати...
-
Загальні положення - Аналіз складу газу
Вимірювання складу газового середовища виконується в різних галузях промисловості, у наукових дослідженнях, при проведенні енергоаудиту, при проведенні...
-
Характеристика способов горячего формования - Изготовление деталей из пластмасс
Литье под давлением применяют для изготовления деталей из термо - и реактопластов. При литье под давлением (рис.16) материал в гранулированном или...
-
Обгрунтування кольору, фактури матеріалу та оформлення поверхні матеріалу при художньому проектуванні виробів Чоловічі туфлі є модельні, то відповідно на...
-
Зберігають ковбасні вироби, як правило, при температурі не вище 8 О С і 75-80% відносної вологості повітря. Термін реалізації варених ковбас 1 і 2 сорту...
-
Описание технологической схемы - Производство шлакоблоков
Технология производства шлакоблоков состоит из нескольких этапов, которые тесно взаимосвязаны между собой. Начинается все с подготовительного этапа. Он...
-
Харчові добавки в ковбасному виробництві - Технологія виробництва ковбас
Сучасні технології виробництва м'ясних продуктів передбачають використання різних харчових добавок, які поліпшують органолептичні, структурно-механічні і...
-
Изготовление магнитных сердечников из ферритов - Изготовление пластинчатых магнитопроводов
Ферриты - это металлокерамические материалы, представляющие собой химические соединения окиси железа с окислами других металлов (Mn, Ni, Ba, Co, Mg, Li,...
-
Основні принципи технології кріоподрібнення - збереження і збільшення концентрації біологічно активних речовин вихідної рослинної сировини за рахунок...
-
Теплотехнічний розрахунок печі, Розрахунок горіння палива - Завод по виробництву загартованого скла
Проектом передбачене застосування природного газу з єдиної системи газопроводу наступного хімічного складу, %: CH4 - 97,7; C4H10 - 0,006; C3H8- 0,12;...
-
После заливки формы отливка охлаждается и затвердевает. Полностью затвердевшая отливка должна определенное время охлаждаться с формой, так как прочность...
-
Формуют керамические изделия в основном пластическим методом и методом литья, а также полусухим прессованием. Для формования применяют гипсовые формы...
-
Розрахунок кривої відпалу - Завод по виробництву загартованого скла
Відпал скла характеризується інтервалом температур та часом відпалу. Це інтервал обмежений верхньою та нижньою температурою відпалу. Проектований склад...
-
Сушка один з найстаріших способів запобігання продуктів від псування. Використовуючи сонячне проміння, тепле і сухе повітря атмосфери, підігріте повітря...
-
Влажно-тепловая обработка полотен, купонов и деталей - Разработка детского платья
Влажно-тепловая обработка (В. Т.О.) трикотаж имеет большое значение для придания устойчивости линейного размера купона и полотна и изготавливаемых из них...
-
Пластмассы. Основные характеристики пластмасс - Пластмассы. Их свойства и области применения
Пластические массы (пластмассы, пластики) -- материалы на основе природных или синтетических полимеров, способные под влиянием нагревания и давления...
-
Ротационное литье - Технологические процессы производства изделий из поливинилхлорида
Полые изделия получают в процессе, называемом "ротационное литье". Компаунд термопластического материала в виде мелкого порошка помещают в полую форму....
-
Сборка литейной формы Включает: установку нижней полуформы; установку стержней, устойчивое положение которых обеспечивается стержневыми знаками; контроль...
-
Виробництво сирокопченої ковбаси зернистої складається з таких етапів: 1) Підготовка сировини (розморожування (при використанні замороженого м'яса ),...
-
Екстрагування макухи - Технологічна схема виробництва олії
Пресовим способом неможливо досягти повного знежирення мезги. Повне вилучення олії можливе тільки екстракційним способом, схему якого наведено на рис. 3....
-
Выбор посадки - Расчет посадок соединений
Прежде чем выбрать посадку, в расчетное значение предельных натягов необходимо внести поправки. А) поправка U - учитывающая смятие неровностей контактных...
-
Основы современной технологии стекла. - История стекла
Технология получения стекла состоит из двух производственных циклов. Цикл технологии стекломассы включает операции: А) подготовки сырых материалов; Б)...
-
Формовка в опоках - Технология литейного производства
В литейном производстве широко распространена формовка в опоках главным образом по разъемным моделям, причем формовку чаще всего осуществляют в двух и...
-
Сборка форм - Технология литейного производства
Сборка формы является ответственным процессом, требующим внимания и аккуратности. Сборка включает операции: подготовки полуформ и стержней, установки...
-
Литниковые системы - Технология литейного производства
Одним их важнейших условий получения качественной отливки является правильное устройство литниковой системы. Литниковая система служит для плавного...
Виробництво кварцової кераміки