Keramyk
Alumina-keramyk is in soarte slijtvast, korrosjebestindich en heechsterk keramyk materiaal. It wurdt breed brûkt en is op it stuit de meast brûkte kategory fan hege-temperatuer strukturele keramyk. Om massaproduksje te foarmjen en te foldwaan oan 'e easken fan in regelmjittich produkt uterlik, in lytse slyphoeveelheid en maklik fyn slypjen, is it heul needsaaklik om de foarmmetoade fan droech parse te kiezen. Kompresjefoarmjen fereasket dat de blank in poeier is mei in bepaalde gradaasje, mei minder focht en binder. Dêrom moat de slurry fan 'e partij nei kûgelfrezen en fyn ferpletterjen droege en granulearre wurde om it poeier te krijen mei bettere floeiberens en hegere bulkdichtheid. Spraydroegjen granulaasje is de basismetoade wurden foar de produksje fan boukeramyk en nije keramyk. It poeier dat troch dit proses taret wurdt, hat goede floeiberens, in bepaald oandiel grutte en lytse dieltsjes, en goede bulkdichtheid. Dêrom is spraydroegjen de meast effektive metoade om droech parse poeier te meitsjen.
Spuitdryjen is in proses wêrby't floeibere materialen (ynklusyf slurry) ferstoven wurde en dan yn in hjit droechmedium omset wurde yn droege poeiermaterialen. De materialen wurde ferstoven ta ekstreem fyn sferyske mistdrippen, om't de mistdrippen tige fyn binne en de ferhâlding fan oerflak oant folume tige grut is, ferdampt it focht rap, en wurde de droech- en granulaasjeprosessen yn in momint foltôge. De dieltsjegrutte, fochtgehalte en bulkdichtheid fan 'e materialen kinne wurde kontroleare troch de droechparameters oan te passen. Sferysk poeier mei unifoarme kwaliteit en goede werhelberens kin wurde produsearre troch it brûken fan spuitdrygingstechnology, wêrtroch it produksjeproses fan poeier ferkoarte wurdt, automatyske en trochgeande produksje fasilitearre wurdt, en in effektive metoade is foar grutskalige tarieding fan fyn aluminiumoxide keramyske droege poeiermaterialen.
2.1.1 Tarieding fan slurry
De earsteklasse yndustriële aluminiumoxide mei in suverens fan 99% wurdt tafoege mei sawat 5% tafoegings om 95% porseleinmateriaal te meitsjen, en kûgelmûning wurdt útfierd neffens de ferhâlding fan materiaal: kûgel: wetter = 1: 2: 1, en binder, deflokkulant en passende hoemannichte wetter wurde tafoege om stabile suspensje-slurry te meitsjen. De relative viskositeit wurdt metten mei in ienfâldige streammeter om it passende modderfêste stofgehalte, type en dosaasje fan deflokkulant te bepalen.
2.1.2 Spraydroegingproses
De wichtichste kontrôleprosesparameters yn it sproeidroegingproses binne: a). De útgongstemperatuer fan 'e droeger. Algemien kontroleare op 110 ℃. b). Binnendiameter fan 'e nozzle. Brûk in iepeningplaat fan 0,16 mm of 0,8 mm. c) Drukferskil yn 'e sykloanskieder, kontrôle op 220 Pa.
2.1.3 Prestaasje-ynspeksje fan poeier nei sproeidrogen
Fochtbepaling moat wurde útfierd neffens gewoane metoaden foar keramyske fochtbepaling. It dieltsjeMorfology en dieltsjegrutte waarden waarnommen mei in mikroskoop. De floeiberens en bulkdichtheid fan poeier wurde hifke neffens ASTM eksperimintele noarmen foar floeiberens en bulkdichtheid fan metaalpoeier. De metoade is: ûnder de betingst fan gjin trilling giet 50 g poeier (krekt oant 0,01 g) troch in glêzen trechterhals mei in diameter fan 6 mm en in lingte fan 3 mm foar syn floeiberens; ûnder de betingst fan gjin trilling giet it poeier troch deselde glêzen trechter en falt yn in kontener fan 25 mm heech út deselde glêzen trechter. De net-triljende tichtheid is de losse pakkingstichtens.
3.1.1 Tarieding fan slurry
Mei it sproeidroegjen fan granulaasje is de tarieding fan slurry in krúsjale kaai. Fêste stof, fynens en floeiberens fan modder sille direkt ynfloed hawwe op de útfier en dieltsjegrutte fan it droege poeier.
Omdat it poeier fan dit soarte aluminiumoxideporselein ûnfruchtber is, is it needsaaklik om in juste hoemannichte binder ta te foegjen om de foarmingsprestaasjes fan 'e blank te ferbetterjen. Faak brûkte organyske stoffen lykas dextrine, polyvinylalkohol, karboxymethylcellulose, polystyreen, ensfh. Polyvinylalkohol (PVA), in wetteroplosber binder, waard selektearre yn dit eksperimint. It is gefoeliger foar miljeu-fochtigens, mei de feroaring fan omjouwingsfochtigens sil de eigenskippen fan droech poeier signifikant beynfloedzje.
Polyvinylalkohol hat in protte ferskillende soarten, ferskillende graden fan hydrolyse en polymerisaasjegraad, dy't ynfloed hawwe op it sproeidroegingproses. De algemiene hydrolysegraad en polymerisaasjegraad sille ynfloed hawwe op it sproeidroegingproses. De dosaasje is meastal 0,14 - 0,15 gewichtsprosent. De tafoeging fan tefolle sil derfoar soargje dat it sproeigranulaasjepoeier hurde droege poeierdieltsjes foarmet om te foarkommen dat dieltsjes misfoarmje tidens it persen. As de dieltsjekarakteristiken net eliminearre wurde kinne tidens it persen, sille dizze defekten opslein wurde yn it griene lichem en kinne se net eliminearre wurde nei it bakken, wat ynfloed hat op de kwaliteit fan it einprodukt. Te min griene sterkte fan it bindmiddel sil it ferlies fan operaasje ferheegje. It eksperimint lit sjen dat as in juste hoemannichte bindmiddel tafoege wurdt, de seksje fan it griene billet ûnder de mikroskoop waarnommen wurdt. It kin sjoen wurde dat as de druk ferhege wurdt fan 3 MPa nei 6 MPa, de seksje soepel fergruttet, en d'r in lyts oantal sferyske dieltsjes binne. As de druk 9Mpa is, is de seksje glêd, en binne der yn prinsipe gjin sferyske dieltsjes, mar de hege druk sil liede ta de stratifikaasje fan griene billet. PVA wurdt iepene by sawat 200 ℃
Begjin te baarnen, en drainearje by sawat 360 ℃. Om it organyske bindmiddel op te lossen en de billetdieltsjes wiet te meitsjen, foarmje de floeibere tuskenlaach tusken de dieltsjes, ferbetterje de plastisiteit fan 'e billet, ferminderje de wriuwing tusken de dieltsjes en de wriuwing tusken de materialen en de mal, befoarderje de tichtheidsferheging fan 'e parse billet en de homogenisaasje fan' e drukferdieling, en foegje ek de passende hoemannichte plastifisearder ta, dy't faak brûkt wurde binne glycerine, etyloksaalsoer, ensfh.
Omdat it bindemiddel in organysk makromolekulêr polymeer is, is de metoade foar it tafoegjen fan it bindemiddel oan 'e slurry ek tige wichtich. It is it bêste om it taret bindemiddel ta te foegjen oan 'e unifoarme modder mei de fereaske fêste ynhâld. Op dizze manier kin foarkommen wurde dat de net-oploste en net-ferspriede organyske stoffen yn 'e slurry komme, en kinne de mooglike defekten nei it bakken wurde fermindere. As it bindemiddel tafoege wurdt, wurdt de slurry maklik generearre troch kûgelmûnen of roeren. De loft dy't yn 'e drip wikkele is, is yn it droege poeier, wêrtroch't de droege dieltsjes hol wurde en de folumetichtens ferminderet. Om dit probleem op te lossen, kinne ûntskuimers tafoege wurde.
Fanwegen ekonomyske en technyske easken is in hege fêste stofynhâld fereaske. Om't de produksjekapasiteit fan 'e droeger ferwiist nei it ferdampingswetter per oere, sil de slurry mei in hege fêste stofynhâld de útfier fan droege poeier signifikant ferheegje. As it fêste stofynhâld tanimt fan 50% nei 75%, sil de útfier fan 'e droeger twa kear tanimme.
Leech fêste stofgehalte is de wichtichste reden foar de foarming fan holle dieltsjes. Tidens it droegjen migrearret wetter nei it oerflak fan 'e drip en draacht fêste dieltsjes mei, wêrtroch't it binnenste diel fan 'e drip hol wurdt; as in elastyske film mei lege permeabiliteit om 'e drip hinne foarme wurdt, nimt de temperatuer fan 'e drip ta troch de lege ferdampingssnelheid, en ferdampt it wetter út it binnenste diel, wêrtroch't de drip útbult. Yn beide gefallen sil de bolfoarm fan 'e dieltsjes ferneatige wurde, en sille holle ringfoarmige of appelfoarmige of pearfoarmige dieltsjes produsearre wurde, wat de floeiberens en bulkdichtheid fan droech poeier sil ferminderje. Derneist kin slurry mei in hege fêste stofgehalte ferminderje
Yn in koart droechproses kin it ferminderjen fan it droechproses de hoemannichte lijm dy't tegearre mei it wetter nei it dieltsjeoerflak oerdroegen wurdt, ferminderje, om te foarkommen dat de binderkonsintraasje op it dieltsjeoerflak grutter is as it sintrum, sadat de dieltsjes in hurd oerflak hawwe, en de dieltsjes net ferfoarmje en ferpletterje yn it proses fan persen en foarmjen, om sa de lichemsmassa fan 'e billet te ferminderjen. Dêrom, om droech poeier fan hege kwaliteit te krijen, moat it fêste gehalte fan 'e slurry ferhege wurde.
De slurry dy't brûkt wurdt foar sproeidrogen moat genôch floeiberens en sa min mooglik focht hawwe. As de viskositeit fan 'e slurry fermindere wurdt troch mear wetter yn te fieren, wurdt net allinich it enerzjyferbrûk fan it droegjen ferhege, mar ek de bulkdichtheid fan it produkt fermindere. Dêrom is it needsaaklik om de viskositeit fan 'e slurry te ferminderjen mei help fan koagulant. De droege slurry bestiet út ferskate mikrons of lytsere dieltsjes, dy't beskôge wurde kinne as in kolloïdaal ferspriedingssysteem. De teory fan kolloïdale stabiliteit lit sjen dat der twa krêften binne dy't wurkje op 'e suspensjedieltsjes: van der Waals-krêft (Coulomb-krêft) en elektrostatyske ôfstjitkrêft. As de krêft benammen swiertekrêft is, sille agglomeraasje en flokkulaasje foarkomme. De totale potinsjele enerzjy (VT) fan 'e ynteraksje tusken dieltsjes is relatearre oan har ôfstân, wêrby't VT op in bepaald punt de som is fan 'e swiertekrêftenerzjy VA en de ôfstjitende enerzjy VR. As VT tusken dieltsjes de maksimale positive potinsjele enerzjy presintearret, is it it systeem fan depolymerisaasje. Foar in bepaalde suspensje is VA wis, dus de stabiliteit fan it systeem binne dy funksjes dy't VR kontrolearje: de oerflaklading fan dieltsjes en de dikte fan dûbele elektryske lagen. De dikte fan 'e bilaach is omgekeerd evenredich mei de fjouwerkante woartel fan 'e valensbân en de konsintraasje fan it lykwichtsion. Dûbele laachkompresje kin de potinsjele barriêre fan flokkulaasje ferminderje, dus de valensbân en konsintraasje fan lykwichtsionen yn 'e oplossing moatte leech wêze. De meast brûkte demulgatoren binne HCI, HNO3, NaOH, (CH)3noh (kwaternêre amine), GA, ensfh.
Omdat de wetterbasearre slurry fan 95 alumina keramyk poeier neutraal en alkalisch is, ferlieze in protte koagulanten dy't in goed ferdunnend effekt hawwe op oare keramyske slurry har funksje. Dêrom is it tige lestich om de slurry te meitsjen mei in hege fêste stofynhâld en goede floeiberens. De ûnfruchtbere alumina-slurry, dy't heart ta amfotere okside, hat ferskillende dissosiaasjeprosessen yn soere of alkaline media, en foarmet de dissosiaasjestatus fan ferskillende micelle-gearstalling en struktuer. De pH-wearde fan 'e slurry sil direkt ynfloed hawwe op' e mjitte fan dissosiaasje en adsorpsje, wat resulteart yn 'e feroaring fan ζ-potinsjeel en de oerienkommende flokkulaasje of dissosiaasje.
Aluminiumoxide-slurry hat de maksimale wearde fan positive en negative ζ-potinsjeel yn soere of alkaline media. Op dit stuit is de viskositeit fan 'e slurry yn' e leechste wearde fan 'e steat fan dekoagulaasje, wylst as de slurry yn' e neutrale tastân is, syn viskositeit tanimt, en flokkulaasje optreedt. It is fûn dat de floeiberens fan 'e slurry sterk ferbettere wurdt en de viskositeit fan' e slurry wurdt fermindere troch it tafoegjen fan in juste demulgator, sadat syn viskositeitswearde ticht by dy fan wetter is. De floeiberens fan it wetter metten mei in ienfâldige viskometer is 3 sekonden / 100 ml, en de floeiberens fan 'e slurry is 4 sekonden / 100 ml. De viskositeit fan 'e slurry wurdt fermindere, sadat it fêste gehalte yn' e slurry kin wurde ferhege nei 60%, en in stabile pakking kin wurde foarme. Om't de produksjekapasiteit fan 'e droeger ferwiist nei de ferdamping fan wetter per oere, dus de suspensje.
3.1.2 Kontrôle fan wichtichste parameters yn it sproeidroegingproses
It luchtstreampatroan yn 'e droechtoer beynfloedet de droechtiid, de behâldtiid, it oerbleaune wetter en it oanplakken fan 'e muorren fan 'e drippen. Yn dit eksperimint is it proses fan it mingen fan 'e drippenlucht in mingde stream, dat wol sizze, it hjitte gas komt fan boppen de droechtoer yn, en de ferstuiver wurdt oan 'e ûnderkant fan 'e droechtoer ynstalleare, wêrtroch't in fonteinspray ûntstiet, en de drip is in parabola, sadat de drip dy't mei de loft minget tsjinstreams is, en as de drip de boppekant fan 'e slach berikt, wurdt it in streamôfwerts streamend en sprayt yn in konyske foarm. Sadree't de drip de droechtoer yngiet, sil it gau de maksimale droechsnelheid berikke en de droechfaze mei konstante snelheid yngean. De lingte fan 'e droechfaze mei konstante snelheid hinget ôf fan it fochtgehalte fan 'e drip, de viskositeit fan 'e modder, de temperatuer en fochtigens fan 'e droege loft. It grinspunt C fan 'e droechfaze mei konstante snelheid oant de rappe droechfaze wurdt it krityske punt neamd. Op dit stuit kin it oerflak fan 'e drip de verzadigde steat net langer behâlde troch de migraasje fan wetter. Mei de ôfname fan 'e ferdampingssnelheid nimt de temperatuer fan 'e drippen ta, en it oerflak fan 'e drippen op punt D wurdt verzadigd, wêrtroch in laach fan hurde skulp ûntstiet. De ferdamping giet nei binnen, en de droechsnelheid bliuwt ôfnimme. De fierdere eliminaasje fan wetter is relatearre oan 'e fochtpermeabiliteit fan 'e hurde skulp. Dêrom is it needsaaklik om de ridlike wurkingsparameters te kontrolearjen.
It fochtgehalte fan droech poeier wurdt benammen bepaald troch de útgongstemperatuer fan 'e spuitdroeger. It fochtgehalte beynfloedet de bulkdichtheid en floeiberens fan droech poeier, en bepaalt de kwaliteit fan 'e parse blank. PVA is gefoelich foar fochtigens. Under ferskillende fochtgehalte-omstannichheden kin deselde hoemannichte PVA ferskillende hurdens fan 'e oerflaklaach fan droege poeierdieltsjes feroarsaakje, wêrtroch't de bepaling fan druk fluktuearret en de produksjekwaliteit ynstabyl is tidens it parseproses. Dêrom moat de útgongstemperatuer strang kontroleare wurde om it fochtgehalte fan droech poeier te garandearjen. Yn 't algemien moat de útgongstemperatuer kontroleare wurde op 110 ℃, en de yngongstemperatuer moat oanpast wurde. De yngongstemperatuer is net mear as 400 ℃, yn 't algemien kontroleare op sawat 380 ℃. As de yngongstemperatuer te heech is, sil de waarme lofttemperatuer boppe op 'e toer oerferhitte. As de mistdrippen nei it heechste punt opsteane en oerferhitte loft tsjinkomme, sil it effekt fan it bindemiddel foar it keramykpoeier mei bindemiddel fermindere wurde, en úteinlik sil de parseprestaasje fan it droege poeier beynfloede wurde. Twadder, as de ynlaattemperatuer te heech is, sil de libbensdoer fan 'e kachel ek beynfloede wurde, en sil de kachelhûd derôf falle en mei waarme loft de droechtoer yngean, wêrtroch it droege poeier fersmoarge wurdt. Under de betingst dat de ynlaattemperatuer en de útlaattemperatuer yn prinsipe bepaald binne, kin de útlaattemperatuer ek oanpast wurde troch de druk fan 'e feedpomp, it drukferskil fan' e sykloanskieder, it fêste ynhâld fan 'e slurry en oare faktoaren.
Drukferskil fan sykloanskieder. It drukferskil fan 'e sykloanskieder is grut, wat de útgongstemperatuer sil ferheegje, de samling fan fyn dieltsjes sil ferheegje en de opbringst fan 'e droeger sil ferminderje.
3.1.3 Eigenskippen fan sproeidroege poeier
De floeiberens en pakkingstichtens fan aluminiumoxide keramykpoeier dat taret wurdt troch de sproeidroegingmetoade binne oer it algemien better as dy taret troch it gewoane proses. It poeier fan hânmjittige granulaasje kin net sûnder trilling troch it deteksjeapparaat streame, en it poeier fan sproeigranulaasje kin dit folslein dwaan. Ferwizend nei de ASTM-standert foar it testen fan metaalpoeierfloeiberens en bulkdichtheid, waarden de bulkdichtheid en floeiberens fan dieltsjes krigen troch sproeidroeging ûnder ferskate wetterynhâldomstannichheden metten. Sjoch tabel 1.
Tabel 1 losse tichtheid en floeiberens fan spuitdroege poeier
Tabel 1 Poederdichtheid en streamsnelheid
| Fochtgehalte (%) | 1.0 | 1.6 | 2.0 | 2.2 | 4.0 |
| Dichtheid fan tichtheid (g/cm3) | 1.15 | 1.14 | 1.16 | 1.18 | 1.15 |
| Liquiditeit (s) | 5.3 | 4.7 | 4.6 | 4.9 | 4.5 |
It fochtgehalte fan spuitdroege poeier wurdt oer it algemien kontroleare op 1 - 3%. Op dit stuit is de floeiberens fan it poeier goed, wat kin foldwaan oan 'e easken fan parsefoarmjen.
DG1 is de tichtheid fan mei de hân makke granulaasjepoeier, en DG2 is de tichtheid fan it poeier foar spuitgranulaasje.
It mei de hân granulearre poeier wurdt taret troch kûgelmûnen, droegjen, sieden en granulearjen.
Tabel 2 tichtens fan parse poeders foarme troch hânmjittige granulaasje en spuitgranulaasje
Tabel 2 Tichtheid fan it griene lichem
| Druk (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 |
De dieltsjegrutte en morfology fan it poeier waarden ûnder in mikroskoop waarnommen. It is te sjen dat de dieltsjes yn prinsipe fêst sferysk binne, mei in dúdlike tuskenflak en in glêd oerflak. Guon dieltsjes binne appelfoarmich, pearfoarmich of brêgefoarmich, en meitsje 3% fan it totaal út. De dieltsjegrutteferdieling is as folget: de maksimale dieltsjegrutte is 200 μm (< 1%), de minimale dieltsjegrutte is 20 μm (yndividueel), de measte dieltsjes binne sawat 100 μm (50%), en de measte dieltsjes binne sawat 50 μm (20%). It poeier produsearre troch sproeidrogen wurdt sintere by 1650 graden en de tichtheid is 3170g/cm3.
(1) 95 alumina-slurry mei 60% fêste stof kin krigen wurde troch PVA as bindmiddel te brûken, it tafoegjen fan it juste koagulant en smeermiddel.
(2) ridlike kontrôle fan 'e parameters fan it sproeidroegjen kin ideale droege poeier krije.
(3) troch it brûken fan in sproeidroegingproses kin 95 aluminiumoxidepoeier, dat geskikt is foar it droechpersproses yn bulk, produsearre wurde. De losse tichtheid is sawat 1,1 g/cm³3en de sinterdichtheid is 3170g/cm3.
