WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

2 - активированный твердый компонент перемешивался с другими сухими компонентами и затем добавлялась вода в количестве 8% (сверх 100% минеральной части) и формование образцов (2 вариант). Время активации отдельных компонентов 5 минут. Автономно проведены эксперименты по одновременной активации всех твердых компонентов смеси. После активации компоненты перемешивались, затем добавлялась вода и формовались образцы. Результаты исследований приведены в табл. 1.

Таблица 1.

Прочностные свойства керамических изделий при избирательной высоковольтной активации компонентов и различных технологических

приемах их использования

Объект активации

Прочность образцов, МПа

Активированный компонент смешив- вался с сухими ком- понентами, а затем с водой

Активированный компонент смеши- вался с водой, а затем со смесью

Контрольные

Песок

21,19

25,25

17,7

Стеклопорошок

27,12

25,71

Глина

31,5

24,67

Песок, стекло- порошок глина

18,67

-

смеси неоднозначно влияет на конечную прочность обожженных образцов, в принятых режимах активации и технологических приемах их реализации. Так, при раздельной высоковольтной активации твердого компонента и не-посредственное перемешивание с водой, с последующим вводом оставшихся компонентов, прочность практически не зависит от того какой из

13

твердых компонентов подлежал высоковольтной активации (вариант 2)
Совершенно иная картина имеет место, когда активированный компонент
подлежал смешиванию с оставшимися твердыми компонентами, а затем вся
сухая смесь затворялась водой и формовались образцы, В этом случае
прочность обожженных образцов повышается в ряду роста наиболее актив-
ной поверхности и величины удельной поверхностной энергии объекта ак-
тивации (песок, стеклопорошок, глина). Наибольший прирост прочности
имеет место при высоковольтной активации глины, который составил 1.7
раза по сравнению с контрольной серией образцов. Одновременное, но раз-
дельное активирование твердых компонентов, смешение их между собой и
последующее затворение водой и формование образцов не привело к ожи-
даемому росту прочности.

Таким образом, в результате экспериментов показано, что из всех составляющих компонентов смеси, глина наиболее откликается на воздействие высоковольтной обработки и последующего обжига, что подтверждается ранее проведенными исследованиями с водой с различным количеством ионов.

Микроскопические исследования показали изменения в структурах керамических образцов, обработанные высоким напряжением. Так например, керамические образцы на активированном песке по второму варианту (рис.4, 5 ) имеют отличия от контрольных образцов.

Зерна кварцевого песка имеют более четкую поверхность, которая от-сутствует в контрольных образцах, и которая позволяет предположить о протекании более активных диффузионных и адгезионных процессов и бо-лее активном взаимодействии с остальными компонентами сырьевой смеси

Рис. 4 Микроскопический снимок контрольного образца ( 750 °С, 100 кратное увеличение)

Рис.5. Микроскопический снимок керамического образца с использованием активированного песка (2 вариант, 750° С, 100 кратное увеличение)

15

Активация стеклопорошка по первому варианту способствует образо-
ванию более плотной матрицы из стеклопорошка и глины и окружающей
зерна кварцевого песка (рис. 6 ).

Рис.6. Микроскопический снимок керамического образца

с использованием активированного стеклопорошка (1 вариант, 750 °С, 100 кратное увеличение )

Проведенные исследования показали также изменения в пористости обожженных образцов, активированных с использованием различных тех-нологических приемов. На рис. 7 представлены значения объема пор и водо-поглощения керамических образцов в зависимости от вариантов активации компонентов сырьевой смеси. Как отмечалось выше, наиболее активным компонентом сырьевой смеси является глина, которая имеет максимальное значение удельной поверхностной энергии. Так же был определен объем пор для образцов контрольной серии. В результате активации глины и после-дующем смешивании с остальными компонентами смеси, а затем с водой, объем пор обожженных образцов уменьшается по сравнению с контрольны-

1 2 3
1- контрольные; 2 - глина (1 вариант): 3 - глина (2 вариант)

Рис. 7. Зависимость общего объема пор и

водопоглощения керамических образцов от

вариантов высоковольтной обработки

Л Общий объем пор, мм3 /г

€ Водопоглощение, %

ми с 170 мм3 до 160 мм3 на 1 грамм, при этом прочность образцов возрастает на 70% и снижается водопоглошение до 9,8%.

Проведены исследования по изучению влияния различных температур
обжига на изменение свойств керамических образцов, активированных при
различных режимах высоковольтной активации. Отформованные образцы
обрабатывались высоким напряжением равным на рабочем проводнике 40,
50 и 60 кВ в течение 10 минут, а затем обжигались при различных темпера-
турах 700, 750, 850 и 900 °С.

Результаты исследований приведены на рис. 8.

Рис. 8. Зависимость прочности керамических

образцов, обожженных при различных
температурах, от параметров высоковольтной
обработки (10 мин.)

—•—контрольные; — - — 40 кВ; — — 50 кВ; - - - - 60 кВ

При различных режимах высоковольтной обработки и температурах обжига прочность керамических образцов возрастает до 40%. При температурах обжига выше 850 °С, при которых интенсивно протекают процессы спекания, которые становятся критическими (для данной сырьевой композиции), вызывая возможные появления деформации образцов, влияние высокого напряжения на свойства керамических материалов становится менее заметным.

Проведенные микроскопические исследования установили различие по плотности и степени спекания у керамических образцов подвергавшихся высоковольтной обработке по сравнению с контрольными неактивированными образцами (рис.9-10), что свидетельствует о более активном протекании диффузионных и адгезионных процессов при обжиге.

Рис. 9. Снимок шлифованной поверхности контрольного образца

Т=850°С

Рис. 10. Снимок шлифованной поверхности активированного образца U=40 кВ; =30мин., Т=850 °С

19

Проведенный рентгенофазовый анализ обожженных образцов показал наличие «текстурного» эффекта у активированных образцов, который проявляется в изменении соотношений пиков интенсивностей кварца и который отсутствует у образцов контрольной группы. Наличие «текстурного» эффекта в активированных образцах возможно вызвано процессом поляризации, протекающим в поле высокого напряжения и проявляющийся в изменении рентгеновской дифракции кристаллической решетки кварца.

В четвертой главе работы приведены результаты исследований с ис-пользованием заводской сырьевой шихты Томского завода керамических материалов и изделий. Для проведения исследований по изучению влияния высоковольтной технологии активации использовался готовый пресс-порошок, взятый непосредственно на заводе после распылительной сушилки. Гранулометрический состав пресс-порошка характеризуется остатками на ситах: №1 - от 0 до 1,5%; №0,5 - 1,5 - 3,0%; №0,25 - 58 - 64%; менее 0,25 - 32 - 40%. Влажность пресс-порошка 6 - 8%. Состав сырьевой смеси включал: 83% глины, из них 50% глины Аркашевского месторождения; 50% глины Родионовского месторождения, 17% стеклобой электролампового производства и бой плитки. Отформованные образцы помещались под рабочий проводник электрофизической установки и выдерживались в течение 5,10, 20, 30 и 40 минут. Готовилась также контрольная серия образцов. Напряжение на рабочем проводнике составило 60 кВ. Последующий режим термической обработки образцов был приближен к заводским условиям обжига.

На рис. 11 кривая 1 приведены зависимости прочности керамических образцов от времени высоковольтной активации. Как видно из графика, оптимальные превышения прочности активированных образцов над прочностью контрольных при временах обработки 20 - 40 минут составляет 20 - 35%.

0 10 20 30 40 50

Время обработки, мин.

Рис. 11. Зависимость прочности керамических

образцов от времени высоковольтной обработки:

—•—Температура обжига 1050 С (1)

---.-- Температура обжига 1000 С (2)

При повторении эксперимента и снижении температуры обжига с 1050 °С до 1000 °С наблюдается аналогичный ход кривой рис. 11 (кривая 2). При временах обработки 20 - 40 минут превышение прочности активированных образцов над прочностью контрольных составило 72 %. Из сравнения данных по прочности контрольной серии при обжиге 1050 °С и активированных образцов при обжиге 1000 °С можно считать, что высоковольтная активация отформованных образцов обеспечивает снижение температуры обжига практически на 50 °С.

Проведенные микроскопические исследования данных групп образцов показали различия в структурах активированных образцов. Активированные образцы имеют более высокую степень спекания по сравнению с контрольными, на что указывают более низкие показатели водопоглощения (рис. 12) и пористости. Последнее, подтверждается результатами ртутной поромет-

рии рис.13.

Рис. 12. Зависимость водопоглощения керамических образцов от времени высоковольтной обработки

Рис. 13. Зависимость пористости керамических образцов от времени высоковольтной обработки

22

Таблица 2

Сравнительные характеристики керамической плитки для внутренней

облицовки из необработанной и обработанной высоким напряжением масс

производственного состава

Наименование показателей и характеристик

Контрольные (из заводской массы без высоковольтной обработки)

Керамика после высоковольтной обработки (U=60 кВ; =20 мин.)

Требования ГОСТ 6141-91

  1. Температура обжига:

- утильного, °С

  • политого, °С

910

980

910

980

-

-

2. Водопоглощение, %

14,1

13,4

менее 16

3. Огневая усадка, %

2,1

2,1

-

4. Прочность при изгибе, Мпа

16,1

21,6

более 16

5. Прочность при сжатии, Мпа

52,9

71,5

-

6. Термостойкость, °С

150

более 150

150

7. Средняя плотность, кг/м3

1804

1858

-

8. Пористость, %

30,1

30,06

-

9. Проявление псевдотекстурного эффекта (101/100)

3,79

5,14

-

23

Рентгенофазовый анализ керамических образцов показал наличие «тек-
стурного» эффекта, наблюдавшегося ранее на образцах другого состава:
Сравнительные характеристики керамических материалов производственно-
го состава с использованием высоковольтной обработки приведены в
табл. 2.


ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Впервые подтверждено наличие эффекта последействия высоко-вольтной обработки отформованных образцов строительной керамики, про-являющегося после обжига.

2. Установлены две характерные области изменения прочности изделий строительной керамики от времени высоковольтной обработки сырьевых смесей, содержащих песок - стеклопорошок - глину - воду.

3. Выявлена степень влияния высоковольтной обработки смесей, содер-жащих жидкую фазу с различным количеством примесей в ней. При этом, уменьшение концентрации ионов в воде приводит к увеличению времени высоковольтной обработки.

4. Структура и свойства строительной керамики, включающей глину, кварцевый песок и плавень (стекло) зависят от последовательности высоко-вольтной обработки компонентов сырьевой смеси и порядка их смешивания с водой, что связано с природой компонентов и различием в течение процессов, обусловленных воздействием высоковольтной обработки.

5. Высоковольтная обработка сырьевых смесей позволяет регулировать
структуру и свойства строительной керамики при температурах обжига с
количеством расплава менее 20%.

6. Высоковольтная обработка отформованных образцов приводит к из-менению рентгеновской дифракции кристаллической решетки кварца по

24

добный «текстурному» эффекту, что может служить контролем проведения электромагнитного воздействия.

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»