Процесс I при обжиге керамического материала

При кристаллизации расплава происходит переход от однофазного состояния к двухфазному. В области равновесного сосуществования жидкой и твердой фаз при понижении температуры соотношение между образующимися фазами непрерывно меняется увеличивается количество твердой фазы и уменьшается относительное содержание жидкой. В практических целях важно уметь определять количественное соотношение между фазами в любой момент кристаллизации расплава или нагревания смеси. Это позволяет регулировать фазовый состав получаемых материалов и правильно устанавливать необходимую температуру их обжига или термообработки. Так, свойства керамических материалов во многом определяются количеством стекловидной фазы, образующейся при застывании расплава. Чем больше жидкой фазы образуется в процессе спекания, тем прочнее и морозоустойчивее, как правило, керамический материал. Однако значительное количество жидкой фазы может вызвать деформацию изделий при обжиге. Следовательно, нужно получить в материале такое оптимальное количество жидкой фазы, которое определит конечную температуру обжига. Еще важнее знать соотношение между фазами в производстве стеклокристаллических материалов — ситаллов, свойства которых непосредственно взаимосвязаны с природой и количественным отношением фаз. [c.55]

Керамические изделия (кирпич, черепица) обжигаются при медленно поднимающейся температуре до максимальной (950-1000 °С), достигаемой за 15-20 ч. Происходят сложные физико-химические процессы в сырьевой смеси, в результате которых образуется керамический материал. [c.165]

Печи периодического действия применяют главным образом для термообработки металлических деталей (отжига, закалки, нормализации), а также сушки и обжига керамических изделий. В химической технике их используют в тех же целях, что и периодически действующие полочные и камерные сушилки, когда температура процесса сушки превышает температуру, которую могут выдержать без деформации металлические стенки (обычные полочные или камерные сушилки применяют редко, если температура циркулирующего газа >320—430°С). Кроме того, эти печи используют для обжига небольших количеств материала, термического разложения и других химических реакций, проведение которых в большом масштабе осуществляется во вращающихся обжиговых, подовых и шахтных печах. [c.235]

Процесс изготовления керамических изделий состоит из приготовления керамической массы, формования, сушки и обжига. Эти операции проводятся по-разному в зависимости от природы исход-, ных материалов и от требований, предъявляемых к продукту. Например, при изготовлении кирпича сырье — глина с добавками других минералов — измельчается, перемешивается и увлажняется. Получающуюся пластичную массу формуют, сушат и подвергают обжигу (обычно при 900 °С). При обжиге происходит спекание, обусловленное химическими реакциями в твердой фазе. Спекание проводится по строго определенному режиму н приводит к получению материала, обладающего заданными свойствами. Основную реакцию, протекающую при обжиге глины, можно схематически представить уравнением [c.501]

Керамические химически стойкие изделия изготовляют из глиняных шамотированных масс с различными добавками или без них. В процессе обжига этих масс образуется камнеподобный материал, состоящий главным образом из алюмосиликатов, которые могут находиться в аморфном и кристаллическом состоянии. Степень кристаллизации указанных масс зависит от их состава, температуры и режима тепловой обработки. [c.6]

Рекристаллизация при синтезе керамических и других подобных материалов происходит одновременно с процессом спекания, определяющим плотность получаемого материала. Следовательно, термообработку необходимо организовать таким образом, чтобы получить керамику с оптимальной плотностью и величиной зерен, обеспечивающей высокую прочность и оптимальные свойства. Некоторые материалы необходимо обжигать при длительной выдержке и низкой температуре, другие—при возможно более короткой выдержке и высокой температуре. [c.389]

Технологические свойства конструкционного материала предопределяют способ изготовления из него частей аппаратов. Чугунные аппараты отливаются стальные также могут быть получены отливкой, но чаще изготовляются из заранее прокатанных листов, труб, фасонного проката путем их резки, гибки, штамповки и сваривания заготовок керамические аппараты формуются и обжигаются и т. д. Естественно, что изготовленные разными способами аппараты будут конструктивно отличаться друг от друга, даже если они предназначены для проведения одного и того же процесса. [c.65]

В отличие от плотных, пористых и пустотелых керамических материалов и изделий, вырабатываемых из глин, вспученный при обжиге глинистых пород материал ячеистого строения получил название керамзит. С тех пор это название прочно утвердилось не только в СССР, но и в некоторых зарубежных странах. Достоинство такого определения состоит в подчеркнутой родственности керамзита с керамикой и стеклом и научными их основами. Оно учитывает не переменные признаки, каковыми являются, например, методы производства и область применения, а постоянно действующие факторы природу исходного сырья, физико-химический процесс образования и свойства продукта, что создает широкий простор для дальнейших, творческих исканий и освоения все новых более прогрессивных методов производства и расширения областей применения. [c.6]

Серия опытов проведена с предварительно нагретой навеской мелкозернистого материала, который загружали сверху на пористую перегородку в предварительно нагретую до заданной температуры керамическую трубку. Снизу через пористую перегородку продували воздух. Скорость процесса обжила определялась по анализу газов и анализу твердых продуктов обжига. [c.110]

Обжиг — наиболее ответственная стадия производства керамических изделий, завершающая технологический процесс. При обжиге происходят сложные физические и химические процессы удаление механической и гигроскопической влаги, удаление химически связанной, гидратной воды и собственно обжиг, при котором керамическая масса изделий приобретает твердый черепок. Для этих процессов необходим определенный температурный режим, зависящий от вида материала и изделия. Отклонение от температурного режима приводит к образованию трещин, короблению и сплавлению готовых изделий. Так, обыкновенный строительный кирпич обжигают при 1050—1100°С, огнеупорные изделия — при 1350—1650° С, кислотоупорную керамику — при 1250—1350°С. [c.154]

Сушка в керамических производствах является весьма ответственным процессом. От правильного выбора конструкции сушилки и режима сушки зависит очень часто качество материала, которое влияет на рез льтат дальнейших операций. Здесь сушат как самое сырье до дробления и помола, так и формованные изделия до того, как они поступают на обжиг. Некоторые материалы не боятся высоких температур сушки (песок, кремень, полевой шпат и пр.), у других же повышение температуры выше определенного предела вызывает изменение физико-механических свойств — чаще всего изменение пластичности. Сушка формованных изделий требует Определенного режима не только по температуре, но и но влажности воздуха, так как здесь нужно не только удалить влагу, но и сохранить целость формы при усадке, которая доходит в зависимости от сорта глины до 5—8%. (Явление, подобное рассмотренному при сушке дерева, с той лишь разницей, что усадка изделий происходит в начале процесса сушки.) [c.310]

Из сказанного следует, что одним из главных этапов изготовления всех этих материалов и изделий является перевод исходных веществ в расплав, при последующем охлаждении которого образуются новые твердые (кристаллические) системы, являющиеся в большинстве случаев носителями специфических ценных свойств плавленых продуктов. Например, в шпинелевом огнеупоре при этом образуются кристаллы хромомагнезиальной шпинели, в муллитовых огнеупорах образуются кристаллы муллита и т. д. Изготовление некоторых из этих материалов (например, из муллита, MgO, 2Юг, ТЬОг) возможно и с помощью чисто керамических методов однако равномерность смешения составных частей шихты, осуществляемого в этом случае чисто механическим путем, сравнительно невысока, и поэтому масса изделия получается не вполне однородной, а также менее плотной по сравнению с массой плавленого материала, что неблагоприятно отражается на свойствах материалов, изготовленных керамическим путем. Так, например, муллит, изготовленный керамическим способом, начинает деформироваться при высоких температурах под нагрузками, значительно меньшими, нежели муллит, полученный электроплавкой. Пр ичиной этого является также и то обстоятельство, что при охлаждении жидкого расплава кристаллическая структура плавленых материалов имеет возможность складываться более совершенно, чем в процессе медленного обжига твердой механической смеси (керамической массы) в соответствующих печах. [c.328]

Процесс керамического производства распадается обычно на следующие отдельные операции 1) очистка глины (не всегда), 2) приготовление исходной смеси глины с песком, полевым шпатом и т. д. и замешивание ее с водой, 3) формовка полученного теста, 4) сушка сформованного изделия, 5) его обжиг и 6) покрытие глазурью (не всегда). Очистка глины от примесей производится только в тех случаях, когда требуется большая чистота исходного материала (например, при производстве [c.42]

Процесс образования стекла при обжиге керамического материала из смеси кварца, полевого шпата и глины (каолина) рассматривал Шелтон с точки зрения равновесия в основной системе кремнезем — глинозем — окись калия (см. В. II, 188—201). Для фарфоровых материалов особенное значение имеет та часть диаграммы (фиг. 783), в которой поля первичной кристаллизации муллита, лейцита, полевого шпата и кремнезема имеют общие пограничные линии, с эвтектической точкой Е при температуре 985 20°С. Особое значение для расчета имеет треугольник муллит — ортоклаз — кремнезем (AiOQ), включающий треугольник дисиликат алюминия— ортоклаз — кремнезем (DOQ). По диаграмме с помощью графического правила рычага легко подсчитать количество связующего массу расплава (стекла) при любом составе шихты, состоящей из полевого шпата, кварца и каолина. Линии на фиг. 783 проводятся от точки Е через соответствующие точки восьми таких смесей отношение отрезков, например (2—9) ( —9), умноженное на 100, дает молекулярное содержание (20 /о) эвтектического расплава в смеси 2, находящегося при 985°С в равновесии с 80% муллита и тридимита. Отношение (9—а) (М — Q), умноженное на 80, дает процентное содержание муллита (23%) и тридимита (57%). При большем содержании глинозема (больше добавлено каолина), например в точках 7 и S, кристаллическими фазами будут муллит и полевой шпат, так как соединительная линия, проведенная- от точки Е, теперь пересекает сторону МО треугольника MOQ. Молекулярное содержание компонентов при 985°С в материалах из смесей, содержащих 50% каолина и 50% кварца и полевого шпата, приведено на фиг. 784. [c.742]

Исследовано влияние добавки отходов гальванического производства в виде электрохимических шламов и вьщеленного осадка сточных вод, образующихся на предприятиях средств связи и электронно-вычислительной техники, в различные керамические массы на основе широко распространенного красножгущегося низкопластичного и запесоченного глинистого сырья. В результате этих исследований установлено, что добавление в шихту на основе низкосортного глинистого сырья отходов гальванического производства в количестве 5-10 % позволяет несколько улучшить реологические характеристики керамических масс и соответственно их формовочные свойства. В процессе обжига добавка этих отходов способствует интенсификации физико-химических процессов формования керамического черепка и тем самым снижению максимальной температуры обжига материала на 303—323 К при сохранении заданного уровня качественных показателей изделий. Установлено также снижение вьщеления оксидов серы из обжигаемого материала в окружающую среду на 63-82 % и количества водорастворимых соединений в обожженных изделиях в 1,5-2 раза [234]. [c.225]

Барабанные печи в катализаторных производствах нашли широкое применение. Как правило, в них проводят непрерывные термохимические процессы обжига и восстановления материалов при температуре до 900 °С. Теплота термообрабатываемому материалу передается или непосредственно от раскаленных топочных газов, или через корпус барабана либо керамические муфели. Возможность использования газообразного, жидкого топлива или электронагрева, совмещения операции термообработки и обкатки гранулированных материалов, простота и надежность в эксплуатации обусловливают практическую целесообразностьрасширения использования этих печей. По конструкции барабанные прокалочные печи и барабанные сушилки близки (рис. 4.19). Диаметр барабанов промышленно освоенных печей 1 —1,6 м, длина 8—18 м. Внутри барабаны футерованы огнеупорным кирпичом. Перемещение прокаливаемого материала в сторону выгрузки обеспечивается установкой барабана под углом [c.207]

Слабообожженный MgO (каустический магнезит), возникающий в результате обжига при температурах менее 1000°С, обладает повыщенной склонностью к гидратации и используется как вяжущее вещество. Обжиг при высокой температуре порядка 1700... 1750°С и выще приводит к спеканию MgO, сопровождаемому обычно процессом рекристаллизации, т. е. ростом зерен. Такой спеченный MgO представляет собой уже керамический материал. [c.213]

Высокоогнеупорные глины" различаются при высоких температурах по присутствию в них флюсов. Огнеупорные свойства глин определяются прежде всего температурным пределом их размягчения. Определению температуры размягчения под нагрузкой посвящены многочисленные экспериментальные исследования, к которым, главным образом относятся работы Хирша . Текучесть при размягчении керамической глины, согласно Норто-ну , подчиняется определенным законам так, если скорость течения V — функция силы Р-л кхР , то время течения z=k gF+b. Изучение различных типов кривых размягчения под нагрузкой помогло установить, что деформация возникает вследствие частичного плавления в местах образования наиболее легкоплавких полиэвтек-тик . Сингер подчеркивал значение этих местных процессов плавления для образования керамического материала . С повыщением температуры выкристаллизовавшийся кремнезем и безводные силикаты алюминия типа муллита, которые образовались на более ранней стадии обжига за счет реакций в твердом состоянии, постепен- [c.739]

Фазовый состав керамических материалов в зависимости от исходного сырья, температуры и длительности обжига колеблется в широких пределах. Плотная структура материала образуется, например, в результате возникающей при обжиге жидкой фазы, цементирующей зерна кварцита, глинистого вещества и образовавшихся кристаллов муллита. В жидкую фазу обычно входят кремнезем, остающийся от перехода каолинита в муллит после кристаллизации, окислы-плавни (преимущественно щелочные и щелочноземельные) и окислы железа. В процессе производства керамических материалов сырье не доводится до плавления, алюмосиликаты образуются главным образом в твердой фазе и представлены муллитом. Лишь небольшая часть глинозема переходит в расплав. Основная же масса стекловидной фазы состоит из избыточного кремнезема и окислов-плавней [53]. В агрессивных средах нарушается целостность связки между глинистыми часпщами, происходит их растворение (гид- [c.26]

Следует отметить, что многие магнитные свойства ферритов являются структурно-чувствительными, т. е. сушественно зависят от керамической структуры материала, включая размер и форму кристаллитов, размер, форму и распределение пор. Поэтому проблема изготовления ферритовых керамических материалов с хорошо воспроизводимыми свойствами сводится в значительной мере к получению материалов не только с определенным химическим составом, но и определенной керамической структурой. Более того, получение керамических материалов с воспроизводимыми свойствами является ключевой проблемой материаловедения. Далеко не всегда удается получить материал с необходимым набором свойств, даже если его технология кажется достаточно освоенной, а в процессе изготовления не допущено очевидных технологических промахов. Неудачи особенно часты при получении твердофазных материалов, структура которых формируется в результате топохимических процессов, крайне чувствительных к исходному сырью и способам его переработки. Разумеется, что неприятности значительно усугубляются, когда требования к качеству материалов по тем или иным причинам повышены. Например, технология обычной керамики, используемой в бытовых целях, в свое время была автоматически перенесена на получение специальных видов оксидной керамики,, ъ том числе и магнитных материалов. Напомним, что эта технология включает смешение компонентов керамической массы в мельницах, формование смеси и высокотемпературный обжиг (спекание). Последовательное осуществление этих операций при приготовлении специальной керамики далеко не всегда приводит к успеху. Причины подобных неудач можно рассмотреть на примере получения ферритов с высокой магнитной проницаемостью, в частности марганец-цинковых ферритов состава Мпо,зз2по,б7ре204. Такие ферриты являются основными материалами для создания современных средств магнитной записи с целью высококачественного воспроизведения звука, телевизионных изображений и особенно для регистрации и хранения больших массивов информации. Отметим, что марганец-цинковые ферриты являются наилучшим материалом и для теле- и радиоаппаратуры, так как благодаря исключительно низким диэлектрическим потерям пригодны для изготовления сердечников вторичных источников питания. При их синтезе обычно осуществляют твердофазную реакцию [c.162]

В отличие от керамического производства, где нежелательно присутствие в исходном сырье растворимых солей, так как они обусловливают цветные налеты и пятна на изделиях, при использовании глинистых пород для изготовления керамзита растворимые соли, наоборот, считаются полезным компонентом сырья. При быстром обжиге растворимые соли не мигрируют на поверхность глиняного материала, а сохраняются равномерно распределенными по всей массе и тем самым принимают участие в процессах вспучивания, с одной стороны, как поставщики газообразных продуктов разложения, а с другой, как компонент, способствуюш,ий более раннему размягчению глины. [c.29]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология