Seramik
Seramik alumina ialah sejenis bahan seramik yang tahan haus, tahan kakisan dan berkekuatan tinggi. Ia digunakan secara meluas dan kini merupakan kategori seramik struktur suhu tinggi yang paling banyak digunakan. Untuk membentuk pengeluaran besar-besaran dan memenuhi keperluan penampilan produk biasa, jumlah pengisaran yang kecil dan pengisaran halus yang mudah, adalah sangat perlu untuk memilih kaedah pembentukan menekan kering.Pengacuan mampatan memerlukan bahawa kosong adalah serbuk dengan penggredan tertentu, dengan kelembapan dan pengikat yang kurang.Oleh itu, buburan kumpulan selepas pengilangan bebola dan penghancuran halus mesti dikeringkan dan ketumpatan yang lebih baik. Granulasi pengeringan semburan telah menjadi kaedah asas untuk pengeluaran seramik bangunan dan seramik baru.Serbuk yang disediakan oleh proses ini mempunyai kecairan yang baik, bahagian tertentu zarah besar dan kecil, dan ketumpatan pukal yang baik.Oleh itu, pengeringan semburan adalah kaedah yang paling berkesan untuk menyediakan serbuk ditekan kering.
Pengeringan semburan ialah proses di mana bahan cecair (termasuk buburan) diatomkan dan kemudian ditukar kepada bahan serbuk kering dalam medium pengeringan panas. Bahan-bahan diatomkan menjadi titisan kabus sfera yang sangat halus, kerana titisan kabus sangat halus dan nisbah luas permukaan kepada isipadu adalah sangat besar, lembapan cepat menyejat, dan proses pengeringan dan granulasi selesai dalam sekelip mata. Saiz zarah, kandungan lembapan dan ketumpatan pukal bahan boleh dikawal dengan melaraskan parameter operasi pengeringan. Serbuk sfera dengan kualiti seragam dan kebolehulangan yang baik boleh dihasilkan dengan menggunakan teknologi pengeringan semburan, dengan itu memendekkan proses pengeluaran serbuk, memudahkan pengeluaran automatik dan berterusan, dan menjadi kaedah yang berkesan untuk penyediaan berskala besar bahan serbuk kering seramik alumina halus.
2.1.1 Penyediaan Buburan
Alumina perindustrian kelas pertama dengan ketulenan 99% ditambah dengan kira-kira 5% bahan tambahan untuk menyediakan 95% bahan porselin, dan pengilangan bebola dijalankan mengikut nisbah bahan: bola: air = 1: 2: 1, dan pengikat, penyahflokulan dan jumlah air yang sesuai ditambah untuk menyediakan kelikatan gantungan yang sesuai dengan kelikatan relatif yang sesuai. kandungan, jenis dan dos deflocculant.
2.1.2 Proses pengeringan semburan
Parameter proses kawalan utama dalam proses pengeringan semburan ialah: a). Suhu keluaran pengering.Secara amnya dikawal pada 110℃.b). Diameter dalam muncung.Gunakan plat orifis 0.16mm atau 0.8mm. c), perbezaan tekanan pemisah siklon, kawalan pada 220Pa.
2.1.3 Pemeriksaan Prestasi Serbuk selepas Pengeringan Semburan
Penentuan lembapan hendaklah dijalankan mengikut kaedah penentuan lembapan seramik biasa. Zarahmorfologi dan saiz zarah diperhatikan oleh mikroskop.Kecairan dan ketumpatan pukal serbuk diuji mengikut piawaian eksperimen ASTM untuk kecairan dan ketumpatan pukal serbuk logam. Kaedahnya ialah: dalam keadaan tiada getaran, serbuk 50g (tepat hingga 0. 01g) melalui leher corong kaca dengan diameter 6mm dan panjang 3mm untuk kecairannya;Di bawah keadaan tiada getaran, serbuk melepasi corong kaca yang sama dan jatuh ke dalam bekas setinggi 25mm dari corong kaca yang sama. Ketumpatan tidak bergetar ialah ketumpatan pembungkusan yang longgar.
3.1.1 Penyediaan buburan
Menggunakan proses granulasi pengeringan semburan, penyediaan buburan adalah kunci penting. Kandungan pepejal, kehalusan dan kecairan lumpur secara langsung akan mempengaruhi pengeluaran dan saiz zarah serbuk kering.
Oleh kerana serbuk porselin alumina jenis ini adalah tandus, adalah perlu untuk menambah jumlah pengikat yang sesuai untuk meningkatkan prestasi pembentukan kosong.Bahan organik yang biasa digunakan seperti dekstrin, polivinil alkohol, carboxymethylcellulose, polistirena, dan lain-lain. Polivinil alkohol (PVA), pengikat larut air, telah dipilih dalam eksperimen ini dengan kelembapan yang lebih sensitif, perubahan kelembapan alam sekitar. mempengaruhi sifat serbuk kering dengan ketara.
Polivinil alkohol mempunyai pelbagai jenis, darjah hidrolisis yang berbeza dan tahap pempolimeran, yang akan menjejaskan proses pengeringan semburan. Ijazah hidrolisis am dan tahap pempolimeran akan menjejaskan proses pengeringan semburan. Dosnya biasanya 014 - 015wt%.Tambahan terlalu banyak akan menyebabkan serbuk granulasi semburan membentuk zarah serbuk kering yang keras untuk mengelakkan zarah daripada berubah bentuk semasa menekan. Jika ciri-ciri zarah tidak dapat dihapuskan semasa menekan, kecacatan ini akan disimpan dalam badan hijau dan tidak boleh dihapuskan selepas menembak, yang akan menjejaskan kualiti produk akhir. Penambahan pengikat terlalu sedikit kekuatan hijau akan meningkatkan kehilangan operasi. Eksperimen menunjukkan bahawa apabila jumlah pengikat yang sesuai ditambah, bahagian bilet hijau diperhatikan di bawah mikroskop. Ia boleh dilihat bahawa apabila tekanan meningkat daripada 3Mpa kepada 6Mpa, bahagian itu meningkat dengan lancar, dan terdapat sebilangan kecil zarah sfera. Apabila tekanan 9Mpa, bahagiannya licin, dan pada dasarnya tiada zarah sfera, tetapi tekanan tinggi akan membawa kepada stratifikasi billet hijau.PVA dibuka pada kira-kira 200 ℃
Mula membakar, dan longkang pada kira-kira 360 ℃. Untuk melarutkan pengikat organik dan membasahkan zarah bilet, bentuk interlayer cecair di antara zarah, meningkatkan keplastikan bilet, mengurangkan geseran antara zarah dan geseran antara bahan dan acuan, menggalakkan peningkatan ketumpatan bilet yang ditekan dan penhomogenan jumlah pengedaran tekanan yang sesuai, dan juga menambah pengedaran tekanan yang sesuai, dan juga menambah geseran antara zarah dan acuan. asid oksalik, dsb.
Oleh kerana pengikat adalah polimer makromolekul organik, kaedah menambah pengikat ke dalam buburan juga sangat penting. Ia adalah yang terbaik untuk menambah pengikat yang disediakan ke dalam lumpur seragam dengan kandungan pepejal yang diperlukan. Dengan cara ini, bahan organik yang tidak terlarut dan tidak tersebar dapat dielakkan untuk dibawa ke dalam buburan, dan kecacatan yang mungkin berlaku selepas dibakar dapat dikurangkan dengan mudah. Apabila bahan pengikat dapat dikurangkan dengan mudah. pengilangan atau kacau. Udara yang dibalut ke dalam titisan adalah dalam serbuk kering, yang menjadikan zarah kering berongga dan mengurangkan ketumpatan isipadu. Untuk menyelesaikan masalah ini, defoamer boleh ditambah.
Disebabkan keperluan ekonomi dan teknikal, kandungan pepejal yang tinggi diperlukan. Memandangkan kapasiti pengeluaran pengering merujuk kepada air penyejatan sejam, buburan dengan kandungan pepejal yang tinggi akan meningkatkan pengeluaran serbuk kering dengan ketara. Apabila kandungan pepejal meningkat daripada 50% kepada 75%, keluaran pengering akan meningkat dua kali ganda.
Kandungan pepejal yang rendah adalah sebab utama pembentukan zarah berongga.Dalam proses pengeringan, air berhijrah ke permukaan titisan dan membawa zarah pepejal, yang menjadikan bahagian dalam titisan berongga; jika filem elastik kebolehtelapan yang rendah terbentuk di sekeliling titisan, disebabkan oleh kelajuan penyejatan yang rendah, suhu titisan meningkat, dan air menyejat dari bahagian dalam, yang menjadikan titisan membonjol.Dalam kedua-dua kes, bentuk bola zarah akan dimusnahkan, dan berbentuk cincin berongga atau berbentuk epal atau zarah berbentuk pir.Dalam ketumpatan kandungan pepejal yang tinggi, serbuk kering akan dikurangkan, yang akan mengurangkan ketumpatan cecair yang tinggi. boleh mengurangkan
Dalam proses pengeringan yang singkat, pengurangan proses pengeringan dapat mengurangkan jumlah pelekat yang dipindahkan ke permukaan zarah bersama-sama dengan air, untuk mengelakkan kepekatan pengikat pada permukaan zarah lebih besar daripada pusat, supaya zarah mempunyai permukaan yang keras, dan zarah tidak berubah bentuk dan menghancurkan dalam proses menekan dan membentuk, untuk mengurangkan jisim badan bilet. Oleh itu, untuk mendapatkan serbuk kering berkualiti tinggi, kandungan pepejal buburan mesti ditingkatkan.
Buburan yang digunakan untuk pengeringan semburan harus mempunyai kecairan yang mencukupi dan sedikit kelembapan yang mungkin. Jika kelikatan buburan dikurangkan dengan memasukkan lebih banyak air, bukan sahaja penggunaan tenaga pengeringan meningkat, tetapi juga ketumpatan pukal produk dikurangkan.Oleh itu, adalah perlu untuk mengurangkan kelikatan buburan dengan bantuan beberapa bahan penggumpal yang lebih kecil. zarah, yang boleh dianggap sebagai sistem penyebaran koloid.Teori kestabilan koloid menunjukkan bahawa terdapat dua daya yang bertindak ke atas zarah ampaian: daya van der Waals (daya Coulomb) dan daya tolakan elektrostatik. Jika daya terutamanya graviti, penggumpalan dan pemberbukuan akan berlaku. Jumlah tenaga keupayaan (VT) interaksi antara zarah adalah berkaitan dengan jaraknya, di mana VT pada satu ketika ialah jumlah tenaga graviti VA dan tenaga tolakan VR. Apabila VT antara zarah membentangkan tenaga potensi positif maksimum, sistem penyahpolimeran itu adalah sistem penyahpolimeran. Untuk fungsi kawalan tertentu, VA adalah sospensi yang diberikan. VR: cas permukaan zarah dan ketebalan lapisan elektrik berganda. Ketebalan dwilapis adalah berkadar songsang dengan punca kuasa dua ikatan valensi dan kepekatan ion keseimbangan. Mampatan lapisan berganda boleh mengurangkan halangan potensi pemberbukuan, jadi ikatan valensi dan kepekatan ion keseimbangan dalam larutan diperlukan untuk menjadi rendah. HCI, HNO3 yang biasa digunakan. 3noh (amin kuaternari), GA, dsb.
Oleh kerana buburan berasaskan air serbuk seramik 95 alumina adalah neutral dan beralkalsen, banyak koagulan yang mempunyai kesan pencairan yang baik pada buburan seramik lain kehilangan fungsinya.Oleh itu, sangat sukar untuk menyediakan buburan dengan kandungan pepejal yang tinggi dan kecairan yang baik.Buburan alumina tandus, yang tergolong dalam proses asid amfoterik atau oksida yang berbeza, yang tergolong dalam amfoterik atau alkali oksida. status pemisahan komposisi dan struktur misel yang berbeza. Nilai pH buburan secara langsung akan mempengaruhi tahap penceraian dan penjerapan, mengakibatkan perubahan potensi ζ dan pemberbukuan atau penceraian yang sepadan
Buburan alumina mempunyai nilai maksimum potensi ζ positif dan negatif dalam medium asid atau beralkali. Pada masa ini, kelikatan buburan berada pada nilai terendah keadaan dekoagulasi, manakala apabila buburan berada dalam keadaan neutral, kelikatannya meningkat, dan pemberbukuan berlaku. Didapati bahawa kelikatan kelikatan buburan bertambah baik dan sangat baik. dikurangkan dengan menambah demulsifier yang betul, supaya nilai kelikatannya hampir dengan air. Kecairan air yang diukur dengan viskometer ringkas ialah 3 saat / 100 ml, dan kecairan buburan ialah 4 saat / 100 ml. kelikatan buburan dikurangkan, supaya kandungan pepejal dalam buburan boleh ditingkatkan kepada 60%, dan pembungkusan yang stabil boleh dibentuk.Sebagai kapasiti pengeluaran pengering merujuk kepada penyejatan air sejam, jadi penggantungan.
3.1.2 Kawalan parameter utama dalam proses pengeringan semburan
Corak aliran udara di menara pengeringan mempengaruhi masa pengeringan, masa pengekalan, baki air dan melekat pada dinding titisan.Dalam eksperimen ini, proses pencampuran udara titisan adalah aliran bercampur, iaitu, gas panas memasuki menara pengeringan dari atas, dan muncung pengabusan dipasang di bahagian bawah menara pengeringan, membentuk semburan air pancut, dan titisan adalah paralet bercampur, dan titisan adalah paralet. mencapai bahagian atas strok, ia menjadi aliran hiliran dan semburan ke dalam bentuk kon.Sebaik sahaja titisan memasuki menara pengeringan, ia tidak lama lagi akan mencapai kelajuan pengeringan maksimum dan memasuki peringkat pengeringan kelajuan malar. Panjang tahap pengeringan kelajuan malar bergantung kepada kandungan lembapan titisan, kelikatan lumpur, suhu dan kelembapan udara kering. Titik sempadan C dari peringkat pengeringan kelajuan malar ke peringkat pengeringan pantas dipanggil titik kritikal. Pada masa ini, permukaan titisan tidak lagi dapat mengekalkan keadaan tepu oleh penghijrahan air,Dengan penurunan kadar penyejatan, suhu titisan meningkat, dan permukaan titisan pada titik D tepu, membentuk lapisan kulit keras. Penyejatan bergerak ke pedalaman, dan kadar pengeringan terus menurun. Penghapusan selanjutnya air adalah berkaitan dengan kebolehtelapan kelembapan cangkang keras.Oleh itu, adalah perlu untuk mengawal parameter operasi yang munasabah.
Kandungan lembapan serbuk kering terutamanya ditentukan oleh suhu keluar pengering semburan.Kandungan lembapan mempengaruhi ketumpatan pukal dan kecairan serbuk kering, dan menentukan kualiti kosong yang ditekan.PVA sensitif kepada kelembapan. Di bawah keadaan kandungan lembapan yang berbeza, jumlah PVA yang sama boleh menyebabkan kekerasan yang berbeza pada lapisan permukaan zarah serbuk kering, yang menjadikan penentuan tekanan turun naik dan kualiti pengeluaran tidak stabil semasa proses menekan. Oleh itu, suhu alur keluar hendaklah dikawal dengan ketat untuk memastikan kandungan lembapan serbuk kering. Secara amnya, suhu alur keluar hendaklah dikawal pada 110 ℃, dan suhu masuk hendaklah diselaraskan dengan sewajarnya. Suhu masukan tidak melebihi 400 ℃, secara amnya dikawal pada kira-kira 380 ℃. Jika suhu masuk terlalu tinggi, suhu udara panas di bahagian atas menara akan menjadi terlalu panas. Apabila kabus turun naik ke titik tertinggi dan menghadapi udara yang terlalu panas, untuk serbuk seramik yang mengandungi pengikat, kesan pengikat akan dikurangkan, dan akhirnya prestasi menekan serbuk kering akan terjejas. Kedua, jika suhu salur masuk terlalu tinggi, hayat perkhidmatan pemanas juga akan terjejas, dan kulit pemanas akan jatuh dan masuk ke dalam suhu pengeringan dan suhu udara yang mengalir. suhu alur keluar pada asasnya ditentukan, suhu alur keluar juga boleh diselaraskan oleh tekanan pam suapan, perbezaan tekanan pemisah siklon, kandungan pepejal buburan dan faktor lain.
Perbezaan tekanan pemisah siklon.Perbezaan tekanan pemisah siklon adalah besar, yang akan meningkatkan suhu alur keluar, meningkatkan pengumpulan zarah halus dan mengurangkan hasil pengering.
3.1.3 Sifat serbuk kering semburan
Kecairan dan ketumpatan pembungkusan serbuk seramik alumina yang disediakan dengan kaedah pengeringan semburan biasanya lebih baik daripada yang disediakan melalui proses biasa. Serbuk granulasi manual tidak boleh mengalir melalui peranti pengesan tanpa getaran, dan serbuk granulasi semburan boleh melakukan ini sepenuhnya. Merujuk kepada piawaian ASTM untuk menguji kecairan serbuk logam dan ketumpatan pukal, Ketumpatan pukal dan kecairan zarah yang diperoleh dengan pengeringan semburan di bawah keadaan kandungan air yang berbeza diukur. Lihat Jadual 1.
Jadual 1 ketumpatan longgar dan kecairan serbuk kering semburan
Jadual 1 Ketumpatan serbuk dan kadar alir
Kandungan lembapan (%) | 1.0 | 1.6 | 2.0 | 2.2 | 4.0 |
Ketumpatan kekejangan (g/cm3) | 1.15 | 1.14 | 1.16 | 1.18 | 1.15 |
Kecairan | 5.3 | 4.7 | 4.6 | 4.9 | 4.5 |
Kandungan lembapan serbuk kering semburan biasanya dikawal pada 1 - 3%. Pada masa ini, kecairan serbuk adalah baik, yang boleh memenuhi keperluan acuan menekan.
DG1 ialah ketumpatan serbuk granulasi buatan tangan, dan DG2 ialah ketumpatan serbuk untuk granulasi semburan.
Serbuk berbutir tangan disediakan dengan pengilangan bebola, pengeringan, ayak dan granulasi.
Jadual 2 ketumpatan serbuk ditekan yang dibentuk oleh granulasi manual dan granulasi semburan
Jadual 2 Ketumpatan Badan Hijau
Tekanan (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 |
Saiz zarah dan morfologi serbuk telah diperhatikan oleh mikroskop. Ia boleh dilihat bahawa zarah pada dasarnya adalah sfera pepejal, dengan antara muka yang jelas dan permukaan licin. Sesetengah zarah berbentuk epal, berbentuk pir atau terjepit, menyumbang 3% daripada jumlah keseluruhan. Taburan saiz zarah adalah seperti berikut: saiz zarah maksimum ialah 200 μ m (< 1%), saiz zarah minimum ialah 20 μ m (individu), kebanyakan zarah adalah kira-kira 100 μ m (50%), dan kebanyakan zarah adalah kira-kira 50 μ m (20%). Serbuk yang dihasilkan melalui pengeringan semburan disinter pada ketumpatan 1650 cm1 dan ketumpatan 1650 cm.3.
(1) 95 buburan alumina dengan kandungan pepejal 60% boleh didapati dengan menggunakan PVA sebagai pengikat, menambah koagulan dan pelincir yang betul.
(2) kawalan munasabah parameter operasi pengeringan semburan boleh mendapatkan serbuk kering yang ideal.
(3) dengan menggunakan proses pengeringan semburan, serbuk alumina 95, yang sesuai untuk proses menekan kering pukal, boleh dihasilkan. Ketumpatan longgarnya adalah kira-kira 1. 1g/cm3dan ketumpatan pensinteran ialah 3170g/cm3.

