Кварцевая керамика - Пивинский Ю.Е.
Скачать (прямая ссылка):
60 90 120 150 г,ч
Рис. 5. Зависимость удельной поверхности (/) и насыпной маосы (2) от продолжительности сухого измельчения кварцевого стекла
•а"
5г 80
ас
а
§:»
•с
I20 0
1 2^А^о^~
5 \
-о---"
2D
40 60
а.мкм ,
80
100
Рис. 6. Интегральные кривьге зернового распределения порошков при различной продолжительности измельчения; i—ЛИП ч; 2—65 ч; 3—31 ч; 4—J6 ч; 5—7 ч
вместе с тем величину сречнеповерхностного размера частиц dep. Существует определенная зависимость, веди-чины насыпной плотности порошка от dCp> и если у тонко-диспереных она составляет 0,6—0,9 г/см3, то для сравни*
30
тельно крупных даже монофракций (50—63; 63—100; 100—160; 160—200; 200—315 мкм) она находится после утряски в пределах 1,30—1,32 г/см3. У монофракций же 1—1,2 мм, 1,2—1,6 мм, 1,5—2,5 мм насыпная плотность после утряски повышается до 1,38—1,40 г/см3 (пустотность 37—38%). Существенный рост насыпной плотности крупных монофракций обусловлен сравнительно большой массой каждой частицы при меньшем числе контактов между ними в единице объема и меньшей шероховатостью зерен.
На рис. 6 показаны полные (для тонких порошков) и частичные (для крупных порошков) кривые зернового распределения порошков с различной продолжительностью измельчения. Из всех приведенных кривых видна полидисперсность измельченного материала. Порошки с продолжительностью измельчения до 15 ч характеризуются большим числом фракций размером выше 0,1 мм.
На рис. 7 показано изменение содержания в процессе измельчения отдельных групп фракций, тонкой — до 10 мкм (кривая 1), средних от 10 до
60 мкм, от 60 до 100 мкм (кривые 2 и 3) и крупной — свыше 100 мкм (кривая 4). Если в начальной стадии измельчения преобладающими являются зерна крупнее 60 мкм, то в дальнейшем их удельное содержание резко уменьшается, а фракция>1100 мкм и вовсе отсутствует.
В ряде случаев [101] для характеристики дисперсности порошков применяют практику выбора отверстия сита, через которое проходит 80% материала (?80).
(В табл. 2 приведены показатели коэффициента полидисперсности (к„ = -~) для порошков различной сте-
W0
во
-.о
U 60 *
<3 20
Г4 2 i
1 .
_^___ —¦¦
N
-л
0 20
АО 60 80 100 120 Ш т,ч
Рис. 7. Изменение содержания различных групп фракций в зависимости от продолжительности измельчения: / — до 10 мкм; 2 — 10—50 мкм; 3 — 50—'100 мкм; | — крупнее 100 мкм
пени измельчения.
Из данных табл. 2 следует, что полидисперсность имеет большие показатели для грубодисперсных порошков (продолжительность измельчения 7 и 15 ч). Для по-
31
Таблица 2. Показатели Коэффициента полидислерсиости (Я„) для порошков различной степени измельчения
Продолжительность измельчения, ч
7 15 31 55 127
Размер фракции, мкм, соответствующий
140 23 5,4 4,5 3,6
3700 1000 48 37 30
26 43 8,9 8,2 8,4
рошков с удельной поверхностью 6000 см2/г и 'Выше (продолжительность измельчения более 30 ч) не отмечается существенной разницы в показателях кп-
При получении процесса сухого измельчения кварцевого стекла было отмечено [62], что коэффициент объемной загрузки мельницы ф изменяется по мере измельчения материала. Если объем мелющих тел в 'Процессе помола можно условно считать постоянным, то объем, занимаемый измельчаемым материалом, существенно изменяется ввиду непостоянства его насыпной плотности, что было показано на рис. 5. Между тем известно [102], что ф является одним из факторов, определяющих оптимальное число оборотов мельницы и ее производительность, что следует из уравнения:
и = тЬ-(54+2)' (1)
где п — число оборотов мельницы, об/мин;
1>б— внутренний диаметр барабана мельницы, м; ф — коэффициент загрузки мельницы.
Следовательно, с изменением ф в процессе измельчения оптимальное число оборотов мельницы должно изменяться. Но поскольку число оборотов мельницы обычно постоянно, оно на различных стадиях помола может отличаться от оптимального. В табл. 3 показана зависимость оптимального значения п от продолжительности измельчения.
Как следует из данных табл. 3, принятые в указанном исследовании обороты мельницы (48 об/мин) являлись заниженными на стадии измельчения с длительностью более 30 ч.
32
Оптимальными для формования кварцевой керамики являются порошки с продолжительностью ломола 40— 80 ч. Отмечается существенная анизометрия частиц, особенно когда их размер приближается к толщине исходного стекла. По мере уменьшения размеров зерен их форма приближается к изометричной.
Таблица 3. Зависимость <р и оптимального значения я мельницы от продолжительности измельчения и насыпной плотиостн порошка
Продолжитель- Насыпная л, об/мня (1)
ность измельче- плотность, ф
ния, ч г/см»
7 1,40 0,39 42
15 1,10 0,46 45
31 0,84 0,55 51
175 0,65 0,67 58
Степень отклонения частиц кварцевого стекла от сферической формы была оценена [60] путем сравнения их размеров, определенных ситовым и седиментацион-ным способами, что показано в табл. 4.
Таблица 4. Зависимость гидравлически эквивалентного диаметра частиц от диаметра частиц по ситовому анализу
