Keramik

3.1.1 Undirbúningur áburðar

Með því að nota úðaþurrkunar- og kornunarferlið er undirbúningur leðjunnar lykilatriði. Föst efni, fínleiki og flæði leðjunnar hafa bein áhrif á afköst og agnastærð þurrduftsins.

Þar sem duftið í þessari tegund af áloxíð postulíni er ófrjósamt er nauðsynlegt að bæta við viðeigandi magni af bindiefni til að bæta mótunargetu eyðublaðsins. Algeng lífræn efni eins og dextrín, pólývínýlalkóhól, karboxýmetýlsellulósi, pólýstýren o.s.frv. Í þessari tilraun var valið pólývínýlalkóhól (PVA), vatnsleysanlegt bindiefni. Það er næmara fyrir rakastigi umhverfisins og breytingar á rakastigi umhverfisins hafa veruleg áhrif á eiginleika þurrduftsins.

Pólývínýlalkóhól er af ýmsum gerðum, með mismunandi vatnsrofs- og fjölliðunargráðu, sem hefur áhrif á úðþurrkunarferlið. Almennt vatnsrofs- og fjölliðunargráðu þess hefur áhrif á úðþurrkunarferlið. Skammtur þess er venjulega 0,14 - 0,15 þyngdar%. Of mikið magn af því veldur því að úðakornunarduftið myndar harðar, þurrar duftagnir til að koma í veg fyrir að agnirnar afmyndist við pressun. Ef ekki er hægt að útrýma eiginleikum agnanna við pressun, munu þessir gallar safnast fyrir í grænu efninu og ekki er hægt að útrýma þeim eftir brennslu, sem hefur áhrif á gæði lokaafurðarinnar. Of lítill grænstyrkur bindiefnisins eykur rekstrartap. Tilraunin sýnir að þegar rétt magn af bindiefni er bætt við, er hægt að skoða grænu efnisþversnið undir smásjá. Það sést að þegar þrýstingurinn er aukinn úr 3 MPa í 6 MPa, eykst þversniðið jafnt og það eru fá kúlulaga agnir. Þegar þrýstingurinn er 9Mpa er þversniðið slétt og það eru í grundvallaratriðum engar kúlulaga agnir, en háþrýstingurinn mun leiða til lagskiptingar grænna billets. PVA er opnað við um 200 ℃.

Byrjaðu að brenna og láttu renna af við um 360 ℃. Til að leysa upp lífræna bindiefnið og væta agnirnar í pressunni skaltu mynda fljótandi millilag milli agnanna, bæta mýkt pressunnar, draga úr núningi milli agnanna og núningi milli efnanna og mótsins, stuðla að aukinni þéttleika pressaðs pressaðs pressunar og einsleitni þrýstingsdreifingar og bæta einnig við viðeigandi magni af mýkiefni, sem almennt eru notuð eru glýserín, etýloxalsýra og svo framvegis.

Þar sem bindiefnið er lífrænt stórsameindafjölliða er aðferðin við að bæta því út í leðjuna einnig mjög mikilvæg. Best er að bæta tilbúnu bindiefninu út í einsleita leðju með tilætluðu föstu efni. Á þennan hátt er hægt að koma í veg fyrir að óuppleyst og ódreifð lífræn efni berist út í leðjuna og draga úr hugsanlegum göllum eftir brennslu. Þegar bindiefnið er bætt út í myndast leðjan auðveldlega með kúlu- eða hrærslumölun. Loftið sem er vafið inn í dropann er í þurru duftinu, sem gerir þurru agnirnar holar og dregur úr rúmmálsþéttleika. Til að leysa þetta vandamál er hægt að bæta við froðueyðandi efnum.

Vegna efnahagslegra og tæknilegra krafna er krafist mikils fast efnisinnihalds. Þar sem framleiðslugeta þurrkarans vísar til uppgufunarvatns á klukkustund, mun uppgufunarvatn með miklu fast efni auka framleiðslu þurrefnisins verulega. Þegar fast efni eykst úr 50% í 75% mun framleiðsla þurrkarans tvöfaldast.

Lágt fast efni er aðalástæðan fyrir myndun holra agna. Við þurrkun flyst vatn upp á yfirborð dropans og ber með sér fastar agnir, sem gerir innri hluta dropans holan; ef teygjanleg filma með litla gegndræpi myndast í kringum dropann, vegna lágs uppgufunarhraða, eykst hitastig dropans og vatnið gufar upp úr innri hlutanum, sem veldur því að dropinn bungur út. Í báðum tilvikum mun kúlulaga agnirnar eyðileggjast og holar hringlaga eða eplalaga eða perulaga agnir myndast, sem mun draga úr flæði og þéttleika þurrefnisins. Að auki getur slurry með hátt fast efni dregið úr...

Í stuttu þurrkunarferli getur stytt þurrkunarferlið dregið úr magni líms sem flyst á yfirborð agnanna ásamt vatninu, til að koma í veg fyrir að bindiefniþéttni á yfirborði agnanna sé meiri en í miðjunni, þannig að agnirnar hafi hart yfirborð og agnirnar afmyndist ekki og mulist ekki við pressun og mótun, sem dregur úr massa efnisins. Þess vegna, til að fá hágæða þurrt duft, verður að auka fast efnisinnihald leðjunnar.

Sleðjan sem notuð er til úðaþurrkunar ætti að vera nægilega fljótandi og hafa eins lítinn raka og mögulegt er. Ef seigja slímunnar er minnkuð með því að bæta við meira vatni, eykst ekki aðeins orkunotkun þurrkunarinnar, heldur minnkar einnig rúmmálsþéttleiki vörunnar. Þess vegna er nauðsynlegt að minnka seigju slímunnar með hjálp storkuefnis. Þurrkaða slímið er samsett úr nokkrum míkronum eða minni ögnum, sem má líta á sem kolloiddreifingarkerfi. Kenningin um kolloidstöðugleika sýnir að tveir kraftar verka á sviflausnaragnirnar: van der Waals kraftur (Coulomb kraftur) og rafstöðuvirkur fráhrindingarkraftur. Ef krafturinn er aðallega þyngdarafl, mun samloðun og flokkun eiga sér stað. Heildarstöðuorka (VT) víxlverkunarinnar milli agna tengist fjarlægð þeirra, þar sem VT á einhverjum tímapunkti er summa þyngdarorkunnar VA og fráhrindingarorkunnar VR. Þegar VT milli agna sýnir hámarks jákvæða stöðuorku, þá er það afpólýmerunarkerfið. Fyrir tiltekna sviflausn er VA víst, þannig að stöðugleiki kerfisins er sú virkni sem stýrir VR: yfirborðshleðsla agna og þykkt tvöfaldra raflagna. Þykkt tvílagsins er í öfugu hlutfalli við kvaðratrót gildistengisins og styrk jafnvægisjónarinnar. Tvöfalt lagsþjöppun getur dregið úr möguleika á flokkun, þannig að gildistengi og styrkur jafnvægisjóna í lausninni þarf að vera lágur. Algengustu afpólýmerarnir eru HCI, HNO3, NaOH, (CH)3noh (fjórtært amín), GA, o.s.frv.

Þar sem vatnsbundin leðja úr 95% áloxíði úr keramikdufti er hlutlaus og basísk, missa mörg storkuefni, sem hafa góð þynningaráhrif á önnur keramikleðjur, virkni sína. Þess vegna er mjög erfitt að útbúa leðju með hátt fast efnisinnihald og góðum flæði. Ófrjór áloxíðleðjan, sem tilheyrir amfóteroxíði, hefur mismunandi sundrunarferli í súrum eða basískum miðlum og myndar sundrunarstöðu mismunandi mísellusamsetningar og uppbyggingar. pH-gildi leðjunnar hefur bein áhrif á sundrunar- og aðsogsgráðu, sem leiðir til breytinga á ζ möguleika og samsvarandi flokkunar eða sundrunar.

Áloxíðslammi hefur hámarksgildi jákvæðs og neikvæðs ζ möguleika í súru eða basísku umhverfi. Á þessum tíma er seigja lammans í lægsta gildi afstorknunarástands, en þegar lamman er í hlutlausu ástandi eykst seigja hans og flokkun á sér stað. Það hefur komið í ljós að fljótandi hæfni lammans batnar verulega og seigja lammans minnkar með því að bæta við viðeigandi afhýðingarefni, þannig að seigjugildi þess er nálægt vatnsgildi. Fljótandi hæfni vatnsins, mæld með einföldum seigjumæli, er 3 sekúndur / 100 ml og fljótandi hæfni lammans er 4 sekúndur / 100 ml. Seigja lammans minnkar þannig að hægt er að auka fast efni í lammanum í 60% og mynda stöðuga þéttingu. Þar sem framleiðslugeta þurrkarans vísar til uppgufunar vatns á klukkustund, þá er sviflausnin.

3.1.2 Stjórnun á helstu breytum í úðþurrkunarferli

Loftflæðismynstrið í þurrkturninum hefur áhrif á þurrkunartíma, geymslutíma, leifar af vatni og vegglímingu dropanna. Í þessari tilraun er loftblöndunarferlið fyrir dropana blandað flæði, það er að segja, heita gasið fer inn í þurrkturninn að ofan og úðastúturinn er settur upp neðst í þurrkturninum, sem myndar gosbrunnsúða og dropinn er parabóla, þannig að dropinn blandast loftinu í gagnstraumi og þegar dropinn nær efsta punktinum verður hann niðurstreymis og úðinn í keilulaga lögun. Um leið og dropinn fer inn í þurrkturninn nær hann fljótlega hámarks þurrkunarhraða og fer í þurrkunarstig með stöðugum hraða. Lengd þurrkunarstigsins með stöðugum hraða fer eftir rakastigi dropans, seigju leðjunnar, hitastigi og rakastigi þurrs loftsins. Mörkpunkturinn C frá þurrkunarstigi með stöðugum hraða til hraðþurrkunarstigsins er kallaður gagnrýninn punktur. Á þessum tímapunkti getur yfirborð dropanna ekki lengur viðhaldið mettuðu ástandi vegna vatnsflutnings. Með minnkandi uppgufunarhraða eykst hitastig dropanna og yfirborð dropanna við punkt D er mettað og myndar lag af hörðu skel. Uppgufunin færist inn á við og þurrkunarhraðinn heldur áfram að minnka. Frekari útskilnaður vatns tengist rakaþoli hörðu skeljarinnar. Þess vegna er nauðsynlegt að stjórna sanngjörnum rekstrarbreytum.

Rakainnihald þurrdufts er aðallega ákvarðað af útrásarhitastigi úðaþurrkarans. Rakainnihaldið hefur áhrif á þéttleika og flæði þurrduftsins og ákvarðar gæði pressaðs efnis. PVA er viðkvæmt fyrir raka. Við mismunandi rakainnihaldsskilyrði getur sama magn af PVA valdið mismunandi hörku á yfirborðslagi þurrduftsagna, sem gerir þrýstingsmælingu sveiflukennda og framleiðslugæði óstöðug meðan á pressunarferlinu stendur. Þess vegna ætti að stjórna útrásarhitastiginu stranglega til að tryggja rakainnihald þurrduftsins. Almennt ætti að stjórna útrásarhitastiginu við 110 ℃ og aðlaga inntakshitastigið í samræmi við það. Inntakshitastigið er ekki meira en 400 ℃, almennt stjórnað við um 380 ℃. Ef inntakshitastigið er of hátt mun heita lofthitinn efst á turninum ofhitna. Þegar þokudroparnir stíga upp á hæsta punkt og lenda í ofhituðu lofti, þá minnkar áhrif bindiefnisins fyrir keramikduftið sem inniheldur bindiefni, og að lokum verður áhrif á pressuafköst þurrduftsins. Í öðru lagi, ef inntakshitastigið er of hátt, mun það einnig hafa áhrif á endingartíma hitarans og hitahúðin dettur af og fer inn í þurrkurturninn með heitu lofti, sem mengar þurrduftið. Með þeim skilyrðum að inntakshitastigið og úttakshitastigið séu í grundvallaratriðum ákvörðuð, er einnig hægt að stilla úttakshitastigið með þrýstingi fóðrunardælunnar, þrýstingsmismuninum á hvirfilvindaskiljaranum, föstu efnisinnihaldi leðjunnar og öðrum þáttum.

Þrýstingsmunur í hvirfilvinduskilju. Þrýstingsmunurinn í hvirfilvinduskiljunni er mikill, sem eykur útrásarhitastig, eykur söfnun fínna agna og dregur úr afköstum þurrkarans.

3.1.3 Eiginleikar úðaþurrkaðs dufts

Fljótandi og pakkningarþéttleiki áloxíðkeramikdufts sem framleitt er með úðaþurrkunaraðferð er almennt betri en það sem framleitt er með hefðbundnum aðferðum. Duft sem framleitt er handvirkt getur ekki flætt í gegnum greiningartækið án titrings, og duft sem framleitt er með úðaþurrkunaraðferð getur gert þetta fullkomlega. Með vísan til ASTM staðalsins fyrir prófanir á fljótandi og rúmmálsþéttleika málmdufts, var rúmmálsþéttleiki og fljótandi þættir sem fengust með úðaþurrkun við mismunandi vatnsinnihaldsskilyrði mæld. Sjá töflu 1.