Получение плотной электропроводной керамики на основе оксида цинка
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
·ной фазы.
Методы первой группы подразделяются в зависимости от принципов, положенных в основу процессов диспергирования: истирание, удар, давление, взрыв, ультразвуковое воздействие, электромагнитный импульс, электроискровое или дуговое диспергирование, электрохимическая или химическая коррозия, лазерное воздействие, разрушение материала за счет последовательных теплосмен и пр. [10].
Ко второй группе относятся физико-химические методы гомогенизации, например, разложение металлоорганических соединений, различные варианты осаждения из растворов, упаривание солевых растворов, осаждение за счет реакций в газовой фазе, конденсация паров, криохимический метод, распылительная сушка и т.д. Особенностью получения порошков таких материалов, как сложные оксиды, является то, что в его ходе часто протекают химические реакции разложения исходных веществ (солей, органических соединений, гидроксидов и т.п. термически непрочных форм), а далее осуществляется твердофазный синтез фаз заданного состава [10, 11].
Существуют также комбинированные методы синтеза. В данной работе использовался процесс истирания порошка ZnO со спиртовым раствором ацетата меди, в виду учета свойств исследуемой системы, сокращения времени эксперимента и экономических затрат.
1.3.2 Основы порошковой металлургии
Формование порошков
,..,,[10].">Формование является технологической операцией, в результате которой металлический порошок образует порошковую формовку , т.е. тело, имеющее заданные плотность, форму и размеры с учетом усадки при дальнейшей термообработке [10].
Методы формования порошков условно разделяют на статические и динамические (импульсные). К статическим методам относятся различные методы холодного и горячего прессования материалов, шликерное литье и прокатка. К динамическим - методы, связанные с мощными импульсными воздействиями на порошковое тело (взрывные, пневмомеханические, электрогидравлические, электромагнитные) [11].
Обычно перед формованием производят подготовку порошков, заключающуюся в их отжиге, классификации и приготовлении смесей (шихты).
Основным приспособлением при прессовании металлических порошков является пресс-форма. Схема пресс-формы для холодного одностороннего прессования порошков показана на рисунке 1.
Прессование в стальной пресс-форме является наиболее распространенным способом получения заготовок. Пуансон 1 передает давление на порошок 3, помещенный в пресс-форму 2, и порошок уплотняется.
1 - пуансон верхний; 2 - матрица; 3 - порошок; 4 - нижний пуансон
Рисунок 2 - Схема пресс-формы для холодного прессования порошков
При использовании стальной пресс-формы прессование может быть односторонним (рис. 2) или двухсторонним. Во втором случае разность плотности по сечению прессовки будет значительно меньше. Прессовка имеет остаточную пористость от 3 до 10 % в зависимости от материала исходных порошков [11-13].
Спекание
Под спеканием понимают термическую обработку, приводящую к уплотнению свободно насыпанной или спрессованной массы порошка, а также ряд в основном физических процессов, обеспечивающих большее или меньшее заполнение пор [13].
В результате спекания порошковое тело, обладающее избыточной свободной энергией, переходит в более стабильное спеченное тело большей плотности. Движущей силой самопроизвольно протекающего процесса является разность свободных энергий исходного и конечного состояний.
Конкретные пути снижения этой разности состоят в значительном уменьшении внешних (поверхность заготовки, открытые поры) и внутренних поверхностей (замкнутые поры, границы зерен), а также существенном устранении дефектов структуры и неравновесных состояний. В спекаемой порошковой массе перемещается большой объем материи; в зависимости от характера и состояния системы для такого перемещения можно использовать различные механизмы миграции [14-15]. После спекания улучшаются физико-химические свойства образцов, в том числе относительная плотность - пористость.
После ознакомления с литературными источниками по теме данного исследования был сделан выбор методики эксперимента для синтеза и изучения свойств керамического материала на основе оксида цинка.
Глава 2. экспериментальная часть
2.1 Оборудование и реактивы
В работе использовали следующие реактивы:
оксид цинка (II) (ZnO), хч;
ацетат меди (Cu(CH3COO)2), хч;
спирт этиловый;
поливинилбутираль (ПВБ).
Приборы и оборудование:
муфельная печь SNOL 6,7/1300;
пресс лабораторный гидравлический; стальные пресс-формы;
аналитические весы Mettler Toledo XS205 DR с приставкой для определения плотности;
оптический микроскоп Nikon Eclipse LV100.
2.2 Методика проведения эксперимента
.2.1 Получение шихты
Для изготовления шихты брали сухой порошок оксида цинка, частицы которого не превышают 0,5 мкм, и спиртовой раствор ацетата меди. Истирание продолжалось в течение 40 минут. В процессе помола - смешивания в шихту вводят связку - пластификатор для придания пластичности порошковой смеси. Связка - это обычное ?/p>