Керамика
Алумина керамиката е вид на отпорен на абење, корозија и висока цврстина на керамички материјал. Таа е широко користена и моментално е најшироко користената категорија на високотемпературна структурна керамика. За да се формира масовно производство и да се задоволат барањата за редовен изглед на производот, мала количина на мелење и лесно фино мелење, многу е важно да се избере методот на формирање на суво пресување. Компресиското лиење бара прашкастата плочка да биде прашкаста со одредена градација, со помалку влага и врзивно средство. Затоа, кашестата маса од серијата по топчестото мелење и финото дробење мора да се исуши и гранулира за да се добие прав со подобра флуидност и поголема густина на волуменот. Гранулацијата со сушење со прскање стана основен метод за производство на градежна керамика и нова керамика. Правот подготвен со овој процес има добра флуидност, одреден процент на големи и мали честички и добра густина на волуменот. Затоа, сушењето со прскање е најефикасниот метод за подготовка на сув пресуван прав.
Сушењето со прскање е процес во кој течните материјали (вклучувајќи кашеста маса) се атомизираат, а потоа се претвораат во суви прашкасти материјали во топол медиум за сушење. Материјалите се атомизираат во екстремно фини сферични капки за магла, бидејќи капките за магла се многу фини и односот на површината кон волуменот е многу голем, влагата брзо испарува, а процесите на сушење и гранулација се завршуваат за момент. Големината на честичките, содржината на влага и густината на волуменот на материјалите може да се контролираат со прилагодување на параметрите на сушењето. Сферичен прав со униформен квалитет и добра повторување може да се произведе со усвојување на технологијата за сушење со прскање, со што се скратува процесот на производство на прав, се олеснува автоматското и континуираното производство и претставува ефикасен метод за подготовка на големи материјали за сув прав од фин алуминиумски керамички материјал.
2.1.1 Подготовка на кашеста маса
На првокласна индустриска алумина со чистота од 99% се додаваат околу 5% адитиви за да се подготви 95% порцелански материјал, а топчестото мелење се врши според соодносот материјал: топка: вода = 1: 2: 1, а врзивно средство, дефлокулант и соодветна количина вода се додаваат за да се подготви стабилна суспендирана кашеста маса. Релативниот вискозитет се мери со едноставен мерач на проток за да се одреди соодветната содржина на цврсти материи во кал, видот и дозата на дефлокулант.
2.1.2 Процес на сушење со прскање
Главните контролни параметри на процесот во процесот на сушење со распрскување се: a). Температурата на излезот од сушарата. Генерално се контролира на 110℃. b). Внатрешен дијаметар на млазницата. Користете плоча со отвор од 0,16 mm или 0,8 mm. c), Разлика во притисокот на циклонскиот сепаратор, контрола на 220Pa.
2.1.3 Инспекција на перформансите на прашокот по сушење со прскање
Определувањето на влагата треба да се спроведе според вообичаените методи за одредување на влага во керамиката. ЧестичкатаМорфологијата и големината на честичките беа набљудувани со микроскоп. Течноста и волуменската густина на правот се тестираат според експерименталните стандарди ASTM за флуидност и волуменска густина на метален прав. Методот е: под услов без вибрации, 50 g прав (со точност до 0,01 g) поминува низ грло на стаклена инка со дијаметар од 6 mm и должина од 3 mm за неговата флуидност; Под услов без вибрации, правот поминува низ истата стаклена инка и паѓа во сад висок 25 mm од истата стаклена инка. Густината што не вибрира е густината на лабаво пакување.
3.1.1 Подготовка на кашеста маса
При користење на процесот на гранулација со прскање и сушење, подготовката на кашеста маса е клучен клуч. Содржината на цврсти материи, финоста и флуидноста на калемата директно ќе влијаат на излезот и големината на честичките на сувиот прав.
Бидејќи правот од овој вид алумина порцелан е неплоден, потребно е да се додаде соодветна количина на врзивно средство за да се подобри ефикасноста на формирањето на празното парче. Најчесто користени органски супстанции како што се декстрин, поливинил алкохол, карбоксиметилцелулоза, полистирен итн. Во овој експеримент беше избран поливинил алкохол (PVA), врзивно средство растворливо во вода. Тој е почувствителен на влажноста на околината, а промената на влажноста на околината значително ќе влијае на својствата на сувиот прав.
Поливинил алкохолот има многу различни видови, различни степени на хидролиза и степен на полимеризација, што ќе влијае на процесот на сушење со распрскување. Неговиот општ степен на хидролиза и степен на полимеризација ќе влијаат на процесот на сушење со распрскување. Неговата доза е обично 0,14 - 0,15 тежински%. Додавањето премногу ќе предизвика прашокот за гранулација со распрскување да формира тврди суви честички од прав за да се спречи деформација на честичките за време на пресувањето. Ако карактеристиките на честичките не можат да се отстранат за време на пресувањето, овие дефекти ќе се складираат во зеленото тело и нема да можат да се отстранат по печењето, што ќе влијае на квалитетот на финалниот производ. Додавањето на врзивно средство со премалку зелена јачина ќе ги зголеми загубите при работа. Експериментот покажува дека кога се додава соодветна количина на врзивно средство, пресекот на зеленото парче се набљудува под микроскоп. Може да се види дека кога притисокот се зголемува од 3Mpa на 6Mpa, пресекот се зголемува рамномерно и има мал број сферични честички. Кога притисокот е 9Mpa, делот е мазен и во основа нема сферични честички, но високиот притисок ќе доведе до стратификација на зелената палка. PVA се отвора на околу 200 ℃.
Започнете со горење и исцедете на околу 360 ℃. За да се раствори органското врзивно средство и да се навлажнат честичките од прашкастата материја, се формира течен меѓуслој помеѓу честичките, се подобрува пластичноста на прашкастата материја, се намалува триењето помеѓу честичките и триењето помеѓу материјалите и калапот, се поттикнува зголемувањето на густината на пресуваната прашкаста материја и се хомогенизира распределбата на притисокот, а исто така се додава и соодветна количина на пластификатор, најчесто користени се глицерин, етил оксална киселина итн.
Бидејќи врзивното средство е органски макромолекуларен полимер, методот на додавање на врзивното средство во кашестата смеса е исто така многу важен. Најдобро е подготвеното врзивно средство да се додаде во униформната кал со потребната содржина на цврсти материи. На овој начин, може да се избегне внесување на нерастворени и недисперзирани органски материи во кашестата смеса, а можните дефекти по печењето може да се намалат. Кога се додава врзивното средство, кашестата смеса лесно се создава со топчесто мелење или мешање. Воздухот завиткан во капката е во сувиот прав, што ги прави сувите честички шупливи и ја намалува волуменската густина. За да се реши овој проблем, може да се додадат средства за пена.
Поради економски и технички барања, потребна е висока содржина на цврсти материи. Бидејќи производствениот капацитет на сушарата се однесува на испарувањето на водата на час, кашестата маса со висока содржина на цврсти материи значително ќе го зголеми производството на сув прав. Кога содржината на цврсти материи се зголемува од 50% на 75%, производството на сушарата ќе се зголеми за два пати.
Ниската содржина на цврсти материи е главната причина за формирање на шупливи честички. Во процесот на сушење, водата мигрира кон површината на капката и носи цврсти честички, што го прави внатрешниот дел од капката шуплив; ако се формира еластичен филм со ниска пропустливост околу капката, поради ниската брзина на испарување, температурата на капката се зголемува, а водата испарува од внатрешниот дел, што ја прави капката испакната. Во двата случаи, топчестата форма на честичките ќе биде уништена, а ќе се создадат шупливи прстенести или честички во облик на јаболко или круша, што ќе ја намали флуидноста и густината на сувиот прав. Покрај тоа, кашестата маса со висока содржина на цврсти материи може да ја намали
При краток процес на сушење, намалувањето на процесот на сушење може да ја намали количината на лепило пренесено на површината на честичките заедно со водата, со цел да се избегне концентрацијата на врзивно средство на површината на честичките да биде поголема од центарот, така што честичките имаат тврда површина и честичките не се деформираат и кршат при притискање и формирање, со што се намалува телесната маса на работното парче. Затоа, за да се добие висококвалитетен сув прав, содржината на цврсти материи во кашестата маса мора да се зголеми.
Кашестата смеса што се користи за сушење со распрскување треба да има доволно флуидност и што е можно помалку влага. Ако вискозитетот на кашестата смеса се намали со воведување повеќе вода, не само што се зголемува потрошувачката на енергија за сушење, туку се намалува и густината на производот. Затоа, потребно е да се намали вискозитетот на кашестата смеса со помош на коагулант. Исушената кашеста смеса е составена од неколку микрони или помали честички, кои може да се сметаат за колоиден дисперзивен систем. Теоријата на колоидна стабилност покажува дека постојат две сили што дејствуваат врз суспензиските честички: ван дер Валсова сила (Кулонова сила) и електростатска сила на одбивање. Ако силата е главно гравитациона, ќе се појави агломерација и флокулација. Вкупната потенцијална енергија (VT) на интеракцијата помеѓу честичките е поврзана со нивното растојание, при што VT во одреден момент е збир од гравитационата енергија VA и одбивната енергија VR. Кога VT помеѓу честичките ја претставува максималната позитивна потенцијална енергија, тоа е систем на деполимеризација. За дадена суспензија, VA е сигурна, па затоа стабилноста на системот е од оние функции што го контролираат VR: површинскиот полнеж на честичките и дебелината на двојните електрични слоеви. Дебелината на двослојот е обратно пропорционална на квадратниот корен од валентната врска и концентрацијата на рамнотежниот јон. Двојната компресија на слојот може да ја намали потенцијалната бариера на флокулацијата, па затоа валентната врска и концентрацијата на рамнотежните јони во растворот се бара да бидат ниски. Најчесто користените демулгатори се HCI, HNO3, NaOH, (CH3)3noh (кватернарен амин), GA, итн.
Бидејќи кашестата смеса на база на вода од керамички прав од алумина 95 е неутрална и алкалесцентна, многу коагуланти кои имаат добар ефект на разредување на другата керамичка кашеста смеса ја губат својата функција. Затоа, многу е тешко да се подготви кашеста смеса со висока содржина на цврсти материи и добра флуидност. Неплодната кашеста смеса од алумина, која припаѓа на амфотерен оксид, има различни процеси на дисоцијација во кисели или алкални медиуми и формира статус на дисоцијација со различен мицелен состав и структура. pH вредноста на кашестата смеса директно ќе влијае на степенот на дисоцијација и адсорпција, што резултира со промена на ζ потенцијалот и соодветната флокулација или дисоцијација.
Кашестата смеса од алуминиум има максимална вредност на позитивен и негативен ζ потенцијал во кисела или алкална средина. Во овој момент, вискозитетот на кашестата смеса е во најниска вредност на состојбата на декоагулација, додека кога кашестата смеса е во неутрална состојба, нејзиниот вискозитет се зголемува и се јавува флокулација. Утврдено е дека флуидноста на кашестата смеса е значително подобрена и вискозитетот на кашестата смеса се намалува со додавање на соодветен демулгатор, така што нејзината вредност на вискозитет е блиску до онаа на водата. Флуидноста на водата мерена со едноставен вискозиметар е 3 секунди / 100 ml, а флуидноста на кашестата смеса е 4 секунди / 100 ml. Вискозитетот на кашестата смеса е намален, така што содржината на цврсти материи во кашестата смеса може да се зголеми на 60% и може да се формира стабилно пакување. Бидејќи производствениот капацитет на сушарата се однесува на испарувањето на водата на час, така и суспензијата.
3.1.2 Контрола на главните параметри во процесот на сушење со прскање
Моделот на проток на воздух во сушарата влијае на времето на сушење, времето на задржување, преостанатата вода и лепењето на капките на ѕидот. Во овој експеримент, процесот на мешање на капките воздух е со мешан проток, односно топлиот гас влегува во сушарата од врвот, а млазницата за распрскување е инсталирана на дното од сушарата, формирајќи фонтански распрскувач, а капката е парабола, така што капката што се меша со воздухот е спротивна струја, и кога капката ќе го достигне врвот на ударот, таа станува низводен тек и распрскува во конусна форма. Штом капката ќе влезе во сушарата, таа наскоро ќе ја достигне максималната брзина на сушење и ќе влезе во фаза на сушење со константна брзина. Должината на фазата на сушење со константна брзина зависи од содржината на влага во капката, вискозитетот на калта, температурата и влажноста на сувиот воздух. Граничната точка C од фазата на сушење со константна брзина до фазата на брзо сушење се нарекува критична точка. Во овој момент, површината на капката повеќе не може да ја одржува заситената состојба со миграцијата на водата. Со намалувањето на стапката на испарување, температурата на капките се зголемува, а површината на капките во точката D е заситена, формирајќи слој од тврда обвивка. Испарувањето се движи кон внатрешноста, а стапката на сушење продолжува да се намалува. Понатамошното елиминирање на водата е поврзано со пропустливоста на влага на тврдата обвивка. Затоа, потребно е да се контролираат разумните работни параметри.
Содржината на влага во сувиот прав главно се одредува од излезната температура на машината за сушење алишта. Содржината на влага влијае на густината и флуидноста на сувиот прав и го одредува квалитетот на пресуваниот прашок. PVA е чувствителен на влажност. Под различни услови на содржина на влага, истата количина на PVA може да предизвика различна тврдост на површинскиот слој на честичките од сув прав, што го прави одредувањето на притисокот флуктуирачки и квалитетот на производството нестабилен за време на процесот на пресување. Затоа, температурата на излезот треба строго да се контролира за да се обезбеди содржината на влага во сувиот прав. Општо земено, температурата на излезот треба да се контролира на 110 ℃, а температурата на влезот треба соодветно да се прилагоди. Температурата на влезот не е поголема од 400 ℃, генерално се контролира на околу 380 ℃. Ако температурата на влезот е превисока, температурата на топлиот воздух на врвот на кулата ќе се прегрее. Кога капките од магла ќе се искачат до највисоката точка и ќе наидат на прегреан воздух, за керамичкиот прав што содржи врзивно средство, ефектот на врзивното средство ќе се намали и конечно ќе се засегнат перформансите на притискање на сувиот прав. Второ, ако влезната температура е превисока, работниот век на грејачот исто така ќе биде засегнат, а обвивката на грејачот ќе падне и ќе влезе во сушарската кула со топол воздух, загадувајќи го сувиот прав. Под услов влезната температура и излезната температура да се во основа одредени, излезната температура може да се прилагоди и со притисокот на пумпата за напојување, разликата во притисокот на циклонскиот сепаратор, содржината на цврсти материи во кашестата маса и други фактори.
Разлика во притисокот на циклонскиот сепаратор. Разликата во притисокот на циклонскиот сепаратор е голема, што ќе ја зголеми излезната температура, ќе го зголеми собирањето на фини честички и ќе го намали приносот на сушарата.
3.1.3 Својства на прашок сушен со прскање
Флуидноста и густината на пакување на алуминиумскиот керамички прав подготвен со метод на сушење со прскање се генерално подобри од оние подготвени со вообичаен процес. Правот со рачна гранулација не може да тече низ уредот за детекција без вибрации, а правот со гранулација со прскање може целосно да го направи ова. Согласно стандардот ASTM за тестирање на флуидноста и густината на метален прав, беа измерени густината и флуидноста на честичките добиени со сушење со прскање под различни услови на содржина на вода. Видете Табела 1.
Табела 1 густина на течнина и флуидност на прашок сушен со распрскување
Табела 1 Густина на прав и брзина на проток
| Содржина на влага (%) | 1.0 | 1.6 | 2.0 | 2.2 | 4.0 |
| Густина на затегнатост (g/cm3) | 1.15 | 1.14 | 1.16 | 1.18 | 1.15 |
| Ликвидност(и) | 5.3 | 4.7 | 4.6 | 4.9 | 4,5 |
Содржината на влага во правот сушен со прскање генерално се контролира на 1-3%. Во овој момент, флуидноста на правот е добра, што може да ги задоволи барањата на пресување во обликување.
DG1 е густината на рачно изработениот гранулациски прав, а DG2 е густината на правот за распрскувачка гранулација.
Рачно гранулираниот прав се подготвува со топчесто мелење, сушење, просејување и гранулација.
Табела 2 густина на пресувани прашоци формирани со рачна гранулација и гранулација со прскање
Табела 2 Густина на зелено тело
| Притисок (MPA) | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 |
| DG1 (g/cm3) | 2.32 | 2.32 | 2.32 | 2.33 | 2.36 | 2.4 |
| DG2 (g/cm3) | 2.36 | 2,46 | 2,53 | 2,56 | 2,59 | 2,59 |
Големината на честичките и морфологијата на правот беа набљудувани со микроскоп. Може да се види дека честичките се во основа цврсти сферични, со јасна меѓугранична површина и мазна површина. Некои честички се во облик на јаболко, круша или мостови, што претставува 3% од вкупниот број. Распределбата на големината на честичките е како што следува: максималната големина на честичките е 200 μ m (< 1%), минималната големина на честичките е 20 μ m (поединечно), повеќето честички се околу 100 μ m (50%), а повеќето честички се околу 50 μ m (20%). Правот добиен со сушење со распрскување се синтерува на 1650 степени, а густината е 3170 g/cm3.3.
(1) Кашеста маса од 95 алумина со содржина на 60% цврста материја може да се добие со употреба на PVA како врзивно средство, додавајќи соодветен коагуланс и лубрикант.
(2) разумна контрола на параметрите за сушење со распрскување може да добие идеален сув прав.
(3) со примена на процесот на сушење со прскање, може да се произведе прав од 95 алумина, кој е погоден за процес на суво пресување на големо. Неговата густина на лабава површина е околу 1,1 g/cm3.3а густината на синтерување е 3170 g/cm3.
