Кварцевая керамика - Пивинский Ю.Е.
Скачать (прямая ссылка):
Влияние стабилизации и коагуляции
В процессе литья плотность упаковки твердой фазы определяется не только зерновым составом, но в большой степени технологическими и реологическими свой-
0 I-1_I_I I
10 20 30 4.0 50 Пористость зернистого каркаса%
Рис. 66. Зависимость пористости полуфабриката, сформированного способом шлнкерной пропитки зернистого каркаса, от пористости зернистого каркаса н связующей массы: /-40%; 2-30%; 3-25%; 4-20%; 5- 15%; 5-10%
136
/64
2
5
4 -
\
]0,91
08В
0,81
0,76
40
80
120
ствами суспензий. Варьируя последние, при одном и том же зерновом составе можно изменять плотность отливки в больших пределах. Так, например, для крупнодисперсных суспензий с плотностью 1,89—1,91 г/см3 пористость отливки, полученной из суспензии непосредственно^после ее помола, составляет га 14—16% после стабилизации 10—12%, с применением вибрации 8,0— 1,в8 10%, а после коагуляции"! 18—22%. ^
Процесс стабилизации |;/б суспензий кварцевого^' стекла оказывает аналогичное воздействие на показатели ротл в независимости от методов их получения. Как показано на рис. 67, плотность отливки увеличивается подобным образом как для суспензий, полученных одностадийным методом (кривые /, 2), так и суспенди-рованием (кривые 3, 4). При этом показатели
Ротл ИМеЮТ большее ЗНЭ-
чение для суспензий большей плотности. Плотность отливок из суспензий, полученных двустадийным методом и предельным насыщением, в процессе стабилизации повышается подобно показанному на рис. 67.
Коагуляция стабилизированных суспензий, например добавкой кислоты, приводит к понижению &уП, твердой фазы. Причем характер уменьшения &уп по мере коагуляции (понижения рН) подобен как для суспензий, полученных суспендированием, так и одностадийным методом (см. рис. 40). Опыты по регулированию рН в щелочной области показали, что при использовании МН4ОН куп отливки практически не изменяется, по сравнению с исходным (при рН = 5-^6,5).
Существует определенная взаимосвязь между реологическим характером поведения исходной суспензии и Ротл- Все факторы, способствующие образованию тиксо-тропной структуры суспензии (повышение дисперсности,
Рис. 67. Влияние стабилизации на плотность отлнвки для суспензий кварцевого стекла, полученных способами:
/ — одностадийным, сраднепйсперсиая суспензия с рс — 1,92 г/ом3; 2 — то же,
рс — 1,87 г/см3; 3 — су1опенднрова,нием, порошок с 5г =14000 ом2/г; <*с — 1,86 г/ом3; 4 — то же, 5 — 9000 см2/г;
р- — 1,76 г/см3
137
коагуляции), приводят к понижению плотности отливок. Закономерно, что предельное уплотнение мелких частиц осуществляется при ослаблении или разрушении структурных связей между ними, вызванных молекулярными силами [156]. Такое предельное разрушение всех связей обнаруживается по достижению наибольшей подвижности структурированных систем. К примеру, суспензия с тиксотропным характером поведения при применении вибрации позволяет получать большие значения ротл- Значительное уменьшение дилатансии суспензий или полный их переход в ньютоновский тип, достигаемый стабилизацией, также сопровождается повышением плотности отливок. В то же время вибрирование при литье дилатантных суспензий может привести к уменьшению плотности отливок.
Равноплотность отливок
Существенное влияние на качество конечного материала может оказывать равноплотность отливок. Неравномерное распределение плотности в отливке может приводить, особенно при плотном их последующем спекании, к возникновению значительных напряжений и деформаций. Неравноплотность отливок Др выражается разницей в максимальном и минимальном значении
Ротл-
Основной причиной неравноплотности отливок является расслоение твердой фазы в процессе литья. Последнее показано на рис. 68, где приведена зависимость содержания крупной фракции (> 100 мкм) и плотности (пористости) по высоте отливок, полученных из различных по дисперсности суспензий. Отливка, полученная из среднедисперсной суспензии (являющейся полностью се-диментационно устойчивой), отличается практически равномерным зерновым составом и плотностью. В то же время отливка, полученная из крупнодисперсной расслаивающейся суспензии, отличается существенной разницей как по зерновому составу, так и по плотности. Последнее обусловлено седиментацией крупных фракций при продолжительном (порядка 24 ч) литье. Повышение ротл в нижней части отливки хорошо объяснимо формулой [65], показывающей зависимость роста р0Тл от содержания крупнодисперсной фракции.
Расслоение твердой фазы может являться и причиной неравноплотности отливок по толщине. Последняя чо-
138
ЖеТ быть вызвана и структурированием Суспензий [122] в случае продолжительного процесса литья (при литье толстостенных изделий).
Равноплотность отливок может достигаться следую-, щими перечисленными мерами: повышением седимента-
Рис. 68. Зависимость содержания крупной (> 100 мкм) фракции (а) и плотности (пористости) отливок (б) от высоты крупногабаритной цилиндрической шликериов отливки (высота 800, 1000 мм, толщина 25 мм) для суспензий:
