Keramika
Alumina keramika bir növ aşınmaya davamlı, korroziyaya davamlı və yüksək möhkəmlikli keramika materialıdır. Geniş istifadə olunur və hazırda yüksək temperaturlu struktur keramikaların ən çox istifadə olunan kateqoriyasıdır. Kütləvi istehsal formalaşdırmaq və məhsulun müntəzəm görünüşü, kiçik üyüdülmə miqdarı və asan incə üyüdülmə tələblərinə cavab vermək üçün quru presləmə formalaşdırma üsulunu seçmək çox zəruridir. Sıxılma ilə qəlibləmə üçün blankın müəyyən gradasiyalı, daha az nəmlik və bağlayıcı ilə toz olması tələb olunur. Buna görə də, top frezeleme və xırda əzilmədən sonra partiyanın şlamı daha yüksək səviyyəli maye əldə etmək və daha yüksək maye əldə etmək lazımdır. sıxlıq. Sprey qurutma qranulyasiyası tikinti keramikasının və yeni keramika istehsalının əsas üsuluna çevrilmişdir. Bu proseslə hazırlanan toz yaxşı axıcılığa, müəyyən nisbətdə böyük və kiçik hissəciklərə və yaxşı kütlə sıxlığına malikdir. Buna görə də quru preslənmiş toz hazırlamaq üçün sprey qurutma ən təsirli üsuldur.
Sprey qurutma maye materialların (o cümlədən məlhəm) atomlaşdırıldığı və sonra isti qurutma mühitində quru toz materiallarına çevrildiyi bir prosesdir. Materiallar son dərəcə incə sferik duman damcılarına atomlaşdırılır, çünki duman damlaları çox incədir və səth sahəsinin həcmə nisbəti çox böyükdür, nəm sürətlə buxarlanır və qurutma və qranulyasiya prosesləri bir anda tamamlanır. Qurutma əməliyyatı parametrlərini tənzimləməklə materialların hissəcik ölçüsü, rütubəti və kütlə sıxlığı idarə oluna bilər. Vahid keyfiyyətə və yaxşı təkrarlana bilən sferik toz sprey qurutma texnologiyasını tətbiq etməklə istehsal edilə bilər, beləliklə, toz istehsal prosesini qısaldır, avtomatik və davamlı istehsalı asanlaşdırır və incə alüminium keramika quru toz materiallarının geniş miqyaslı hazırlanması üçün effektiv üsuldur.
2.1.1 Şlamın hazırlanması
Təmizliyi 99% olan birinci dərəcəli sənaye alüminium oksidi 95% çini materialı hazırlamaq üçün təxminən 5% aşqarla əlavə olunur və top frezeleme materialın nisbətinə uyğun olaraq aparılır: top: su = 1: 2: 1 və sabit asqı hazırlamaq üçün yapışdırıcı, deflokulyant və müvafiq miqdarda su əlavə edilir. müvafiq palçıq qatı tərkibi, defloklyantın növü və dozası.
2.1.2 Sprey qurutma prosesi
Sprey qurutma prosesində əsas nəzarət prosesi parametrləri bunlardır: a). Quruducunun çıxış temperaturu.Ümumiyyətlə 110℃-də idarə olunur.b). Başlığın daxili diametri. 0,16 mm və ya 0, 8 mm ağız boşqabından istifadə edin. c), Siklon ayırıcı təzyiq fərqi, 220Pa-da nəzarət.
2.1.3 Sprey qurutmadan sonra tozun performansının yoxlanılması
Rütubətin təyini ümumi keramika rütubətinin təyini üsullarına əsasən aparılmalıdır. Hissəcikmorfologiyası və hissəcik ölçüsü mikroskopla müşahidə edilmişdir. Tozun axıcılığı və kütlə sıxlığı metal tozunun axıcılığı və kütlə sıxlığı üçün ASTM eksperimental standartlarına uyğun olaraq sınaqdan keçirilir. Metod: vibrasiya olmaması şərti ilə 50 q toz (0, 01 q-a qədər dəqiq) axıcılığına görə diametri 6 mm və uzunluğu 3 mm olan şüşə qıfın boğazından keçir;Vibrasiya olmaması şərti ilə toz eyni şüşə qıfdan keçir və eyni şüşə qıfından 25 mm hündürlükdə qaba düşür. Titrəməsiz sıxlıq boş qablaşdırma sıxlığıdır.
3.1.1 Şlamın hazırlanması
Sprey qurutma qranulyasiya prosesindən istifadə edərək, şlamın hazırlanması həlledici açardır. Palçığın qatı tərkibi, incəliyi və axıcılığı quru tozun çıxışına və hissəcik ölçüsünə birbaşa təsir edəcəkdir.
Bu növ alüminium çininin tozu qısır olduğundan, blankın əmələ gəlməsini yaxşılaşdırmaq üçün lazımi miqdarda bağlayıcı əlavə etmək lazımdır. Dekstrin, polivinil spirt, karboksimetilselüloz, polistirol və s. kimi geniş istifadə olunan üzvi maddələr. Suda həll olunan bağlayıcı olan polivinil spirti (PVA) ətraf mühitin rütubətini daha çox dəyişmək üçün seçilmişdir. mühit rütubəti quru tozun xüsusiyyətlərinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir edəcəkdir.
Polivinil spirti çox müxtəlif növlərə, müxtəlif hidroliz dərəcələrinə və polimerləşmə dərəcəsinə malikdir, bu da sprey qurutma prosesinə təsir göstərir. Onun ümumi hidroliz dərəcəsi və polimerləşmə dərəcəsi sprey qurutma prosesinə təsir edəcək. Onun dozası adətən 014 - 015wt% təşkil edir.Həddindən artıq əlavə edilməsi, presləmə zamanı hissəciklərin deformasiyaya uğramasının qarşısını almaq üçün sprey qranulyasiya tozunun bərk quru toz hissəcikləri əmələ gəlməsinə səbəb olacaq.Press zamanı hissəciklərin xüsusiyyətlərini aradan qaldırmaq mümkün deyilsə, bu qüsurlar yaşıl gövdədə saxlanılacaq və atəşdən sonra aradan qaldırıla bilməz, bu da son məhsulun keyfiyyətinə təsir edəcəkdir. Bağlayıcı əlavə çox az yaşıl gücü əməliyyat itkisini artıracaq. Təcrübə göstərir ki, lazımi miqdarda bağlayıcı əlavə edildikdə mikroskop altında yaşıl çubuq kəsiyi müşahidə olunur. Görünür ki, təzyiq 3Mpa-dan 6Mpa-ya qədər artırıldıqda kəsik rəvan artır və az sayda sferik hissəciklər var. Təzyiq 9Mpa olduqda, bölmə hamar olur və əsasən sferik hissəciklər yoxdur, lakin yüksək təzyiq yaşıl kütükün təbəqələşməsinə səbəb olacaq. PVA təxminən 200 ℃-də açılır.
Yanmağa başlayın və təxminən 360 ℃-də boşaldın. Üzvi bağlayıcını həll etmək və iş parçacıqlarını nəmləndirmək üçün hissəciklər arasında maye interlayer yaratmaq, iş parçasının plastisiyasını yaxşılaşdırmaq, hissəciklər arasındakı sürtünməni və materiallar və qəlib arasında sürtünməni azaltmaq, sıxlığın artmasına kömək etmək, həmçinin preslənmiş çubuqun uyğun miqdarını və paylanması təzyiqini əlavə edin. plastifikator, ümumi istifadə olunan qliserin, etil oksalat turşusu və s.
Bağlayıcı üzvi makromolekulyar polimer olduğundan, məhlula bağlayıcının əlavə edilməsi üsulu da çox vacibdir. Hazırlanmış bağlayıcının tələb olunan bərk tərkibli vahid palçığa əlavə edilməsi ən yaxşısıdır. Bu yolla həll olunmamış və dağılmamış üzvi maddələrin məhlula daxil olmasının qarşısı alınar və əlavə oluna biləcək qüsurları azalda bilər. şlam top frezeleme və ya qarışdırmaqla asanlıqla əldə edilir. Damcıya bükülmüş hava quru tozun içindədir, bu da quru hissəcikləri içi boş edir və həcm sıxlığını azaldır. Bu problemi həll etmək üçün köpükdən təmizləyicilər əlavə edilə bilər.
İqtisadi və texniki tələblərə görə yüksək bərk tərkib tələb olunur. Quruducunun istehsal gücü saatda buxarlanma suyuna aid olduğundan, yüksək qatı tərkibli məlhəm quru toz məhsuldarlığını əhəmiyyətli dərəcədə artıracaqdır. Qatı tərkibi 50% -dən 75% -ə qədər artdıqda, quruducunun məhsuldarlığı iki dəfə artacaq.
İçi boş hissəciklərin əmələ gəlməsinin əsas səbəbi aşağı bərk tərkibdir. Qurutma prosesində su damcı səthinə miqrasiya edir və bərk hissəcikləri daşıyır ki, bu da damlacığın daxili hissəsini boş edir; damlacıq ətrafında aşağı keçiriciliyə malik elastik plyonka əmələ gələrsə, buxarlanma sürətinin aşağı olması səbəbindən damcının temperaturu yüksəlir və su daxili hissədən buxarlanır ki, bu da damcı qabarıq edir.Hər iki halda hissəciklərin top forması pozulacaq, içi boş həlqəvi və ya alma və ya armud formalı hissəciklər əmələ gələcək, bu da mayenin əlavə olunmasını azaldacaq və tozun qurumasını azaldacaq. yüksək bərk tərkibli məlhəm azalda bilər
Qısa qurutma prosesində, qurutma prosesinin azaldılması, hissəciklərin səthindəki bağlayıcı konsentrasiyanın mərkəzdən daha çox olmasının qarşısını almaq üçün su ilə birlikdə hissəcik səthinə ötürülən yapışqanın miqdarını azalda bilər, beləliklə hissəciklər sərt bir səthə malikdir və hissəciklər sıxılma və formalaşma prosesində deformasiya və əzilməz, beləliklə, kütükün bədən kütləsini azaltmaq üçün. Buna görə də yüksək keyfiyyətli quru toz əldə etmək üçün şlamın bərk tərkibini artırmaq lazımdır.
Sprey qurutma üçün istifadə olunan məlhəm kifayət qədər axıcılığa və mümkün qədər az nəmə malik olmalıdır. Əgər daha çox su daxil etməklə məhlulun özlülüyü azaldılırsa, nəinki qurutma zamanı enerji sərfiyyatı artır, həm də məhsulun kütlə sıxlığı azalır. Buna görə də, bir neçə qurudulmuş məhlulun özlülüyünü rəngləndiricilərin köməyi ilə azaltmaq lazımdır. kolloid dispersiya sistemi kimi qəbul edilə bilən mikron və ya daha kiçik hissəciklər. Kolloid sabitlik nəzəriyyəsi asma hissəciklərinə təsir edən iki qüvvənin olduğunu göstərir: van der Waals qüvvəsi (Kulon qüvvəsi) və elektrostatik itələmə qüvvəsi. Qüvvə əsasən cazibə qüvvəsidirsə, yığılma və flokulyasiya baş verəcək. Hissəciklər arasındakı qarşılıqlı təsirin ümumi potensial enerjisi (VT) onların məsafəsi ilə bağlıdır, bu müddət ərzində VT müəyyən bir nöqtədə cazibə enerjisi VA və itələyici enerjinin cəmidir. sistem VR-ni idarə edən funksiyalardır: hissəciklərin səthi yükü və ikiqat elektrik təbəqələrinin qalınlığı. İki qatın qalınlığı valentlik bağının kvadrat kökü və tarazlıq ionunun konsentrasiyası ilə tərs mütənasibdir. İki qat sıxılma flokulyasiyanın potensial maneəsini azalda bilər, buna görə də valentlik bağı və aşağı məhlulların konsentrasiyası tələb olunan bərabərlik üçün ümumi istifadə olunur. demulqatorlar HCI, HNO3, NaOH, (CH) 3noh (dördüncü amin), GA və s.
95 alüminium keramika tozunun su əsaslı məhlulu neytral və qələvi olduğundan, digər keramika şlamlarına yaxşı seyreltici təsir göstərən bir çox koaqulyantlar öz funksiyalarını itirirlər. Buna görə də yüksək qatı tərkibli və yaxşı axıcılığa malik olan məhlul hazırlamaq çox çətindir. media təşkil edir və müxtəlif misel tərkibinin və strukturunun dissosiasiya statusunu təşkil edir. Bulamacın pH dəyəri birbaşa dissosiasiya və adsorbsiya dərəcəsinə təsir edəcək, nəticədə ζ potensialının dəyişməsi və müvafiq flokulyasiya və ya dissosiasiya
Alüminium məhlulu turşu və ya qələvi mühitdə müsbət və mənfi ζ potensialının maksimum dəyərinə malikdir. Bu zaman məhlulun özlülüyü dekoaqulyasiya vəziyyətinin ən aşağı qiymətində olur, şlam neytral vəziyyətdə olduqda isə onun özlülüyü artır və flokulyasiya baş verir. məlhəm müvafiq demulqator əlavə etməklə azaldılır ki, onun özlülük dəyəri suyunkinə yaxın olsun. Sadə bir viskozimetr ilə ölçülən suyun axıcılığı 3 saniyə / 100 ml, məhlulun axıcılığı isə 4 saniyə / 100 ml təşkil edir. məhlulun özlülüyü azalır, beləliklə məhluldakı bərk maddənin miqdarı 60%-ə qədər artırıla bilər və sabit qablaşdırma əmələ gələ bilər. Quruducunun istehsal gücü saatda suyun buxarlanmasına aid olduğu üçün suspenziya da belədir.
3.1.2 Sprey qurutma prosesində əsas parametrlərə nəzarət
Qurutma qülləsindəki hava axını sxemi damcıların qurutma müddətinə, saxlanma müddətinə, qalıq suyuna və divara yapışmasına təsir göstərir. Bu təcrübədə damcı havanın qarışdırılması prosesi qarışıq axındır, yəni isti qaz qurutma qülləsinə yuxarıdan daxil olur və qurutma qülləsinin dibində atomizator başlığı quraşdırılır, damcı havası əmələ gətirir və damcı spreyi ilə qarışır. əks cərəyan və damcı vuruşun yuxarı hissəsinə çatdıqda, o, aşağı axın axınına çevrilir və konusvari formada sprey edir. Damcı qurutma qülləsinə daxil olan kimi, tezliklə maksimum qurutma sürətinə çatacaq və sabit sürətlə qurutma mərhələsinə daxil olacaq. Sabit sürətlə qurutma mərhələsinin uzunluğu damcının rütubətindən, palçığın özlülüyündən, quru havanın temperaturundan və rütubətindən asılıdır. Sabit sürətlə qurutma mərhələsindən sürətli qurutma mərhələsinə qədər olan sərhəd nöqtəsi C kritik nöqtə adlanır. Bu zaman damcı səthi artıq suyun miqrasiyası ilə doymuş vəziyyətini saxlaya bilmir.Buxarlanma sürətinin azalması ilə damcıların temperaturu yüksəlir və D nöqtəsində damcıların səthi doymuş olur və bərk qabıq təbəqəsi əmələ gəlir. Buxarlanma içəriyə doğru hərəkət edir və qurutma sürəti azalmağa davam edir. Suyun daha da aradan qaldırılması sərt qabığın nəm keçiriciliyi ilə bağlıdır.Ona görə də ağlabatan əməliyyat parametrlərinə nəzarət etmək lazımdır.
Quru tozun rütubəti əsasən sprey quruducunun çıxış temperaturu ilə müəyyən edilir. Rütubət quru tozun kütlə sıxlığına və axıcılığına təsir edir və preslənmiş blankın keyfiyyətini müəyyən edir. PVA rütubətə həssasdır. Müxtəlif rütubətlilik şəraitində eyni miqdarda PVA quru toz hissəciklərinin səth qatının fərqli sərtliyinə səbəb ola bilər ki, bu da təzyiqin dəyişməsini və presləmə zamanı istehsal keyfiyyətinin qeyri-sabit olmasına səbəb olur. Buna görə quru tozun nəmliyini təmin etmək üçün çıxış temperaturu ciddi şəkildə nəzarət edilməlidir. Ümumiyyətlə, çıxış temperaturu 110 ℃-də nəzarət edilməlidir və giriş temperaturu müvafiq olaraq tənzimlənməlidir. Giriş temperaturu 400 ℃-dən çox deyil, ümumiyyətlə təxminən 380 ℃-də idarə olunur. Giriş temperaturu çox yüksəkdirsə, qüllənin üstündəki isti hava istiliyi həddindən artıq istiləşəcəkdir. Duman damlaları ən yüksək nöqtəyə qalxdıqda və həddindən artıq qızmış hava ilə qarşılaşdıqda, tərkibində bağlayıcı olan keramika tozu üçün bağlayıcının təsiri azalacaq və nəhayət, quru tozun presləmə qabiliyyəti təsirlənəcəkdir. İkincisi, giriş temperaturu çox yüksək olarsa, qızdırıcının xidmət müddəti də təsirlənəcək və qızdırıcının dərisi aşağı düşəcək və qurudulmuş quru tozla daxil olacaq. giriş temperaturu və çıxış temperaturu əsasən müəyyən edilir, çıxış temperaturu həmçinin yem nasosunun təzyiqi, siklon ayırıcının təzyiq fərqi, məhlulun bərk tərkibi və digər amillərlə tənzimlənə bilər.
Siklon separatorunun təzyiq fərqi. Siklon separatorunun təzyiq fərqi böyükdür, bu, çıxış temperaturunu artıracaq, incə hissəciklərin yığılmasını artıracaq və quruducunun məhsuldarlığını azaldacaq.
3.1.3 Sprey qurudulmuş tozun xüsusiyyətləri
Sprey qurutma üsulu ilə hazırlanan alüminium keramika tozunun axıcılığı və qablaşdırma sıxlığı ümumiyyətlə adi proseslə hazırlananlardan daha yaxşıdır. Əl ilə qranulyasiya tozu aşkarlayıcı cihazdan vibrasiya olmadan keçə bilməz və sprey qranulyasiya tozu bunu tamamilə edə bilər. Metal tozunun axıcılığını və kütlə sıxlığını sınamaq üçün ASTM standartına istinad edərək, müxtəlif su məzmunu şəraitində sprey qurutma ilə əldə edilən hissəciklərin kütlə sıxlığı və axıcılığı ölçüldü. Cədvəl 1-ə baxın.
Cədvəl 1 sprey qurudulmuş tozun boş sıxlığı və axıcılığı
Cədvəl 1 Tozun sıxlığı və axın sürəti
| Nəmlik (%) | 1.0 | 1.6 | 2.0 | 2.2 | 4.0 |
| Sıxlıq sıxlığı (q/sm3) | 1.15 | 1.14 | 1.16 | 1.18 | 1.15 |
| Likvidlik (lər) | 5.3 | 4.7 | 4.6 | 4.9 | 4.5 |
Sprey qurudulmuş tozun rütubəti ümumiyyətlə 1 - 3% səviyyəsində idarə olunur. Bu zaman tozun axıcılığı yaxşıdır, bu da presləmə qəlibinin tələblərinə cavab verə bilər.
DG1 əl istehsalı qranulyasiya tozunun sıxlığı, DG2 isə sprey qranulyasiyası üçün tozun sıxlığıdır.
Əl dənəvər toz top frezeleme, qurutma, ələkləmə və qranulyasiya yolu ilə hazırlanır.
Cədvəl 2. Əl ilə qranulyasiya və sprey qranulyasiyası ilə əmələ gələn preslənmiş tozların sıxlığı
Cədvəl 2 Yaşıl Bədənin sıxlığı
| Təzyiq (MPA) | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 |
| DG1 (q/sm3) | 2.32 | 2.32 | 2.32 | 2.33 | 2.36 | 2.4 |
| DG2 (q/sm3) | 2.36 | 2.46 | 2.53 | 2.56 | 2.59 | 2.59 |
Tozun hissəcik ölçüsü və morfologiyası mikroskopla müşahidə edilmişdir. Görünür ki, hissəciklər əsasən bərk sferikdir, aydın interfeysə və hamar səthə malikdir. Bəzi hissəciklər alma formalı, armud formalı və ya körpülüdür və ümumi hissənin 3%-ni təşkil edir. Hissəcik ölçüsünün paylanması aşağıdakı kimidir: maksimum hissəcik ölçüsü 200 μ m (< 1%), minimum hissəcik ölçüsü 20 μ m (fərdi), əksər hissəciklər təqribən 100 μ m (50%) və əksər hissəciklər təxminən 50 μ m (20%) təşkil edir. Sprey qurutma ilə əldə edilən toz və sinterlik dərəcəsi 150 3170 q/sm3.
(1) 60% bərk tərkibli 95 alüminium oksidi məhlulu PVA-dan bağlayıcı kimi istifadə etməklə, müvafiq koaqulyant və sürtkü əlavə etməklə əldə edilə bilər.
(2) sprey qurutma əməliyyat parametrlərinə ağlabatan nəzarət ideal quru toz əldə edə bilər.
(3) sprey qurutma prosesini qəbul edərək, toplu quru presləmə prosesi üçün uyğun olan 95 alüminium tozu istehsal edilə bilər. Onun boş sıxlığı təxminən 1,1 q/sm-dir3sinterləmə sıxlığı isə 3170 q/sm-dir3.
