Свойства инструментальной керамики с добавками ультрадисперсных оксидов
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?ю свойств.
2. Используемые материалы и методы исследований
.1 Используемые материалы и их свойства
При проведении исследований были использованы материалы, представленные в табл. 2.1, химический состав основных материалов представлен в табл. 2.2.
Таблица 2.1
Перечень использованных материалов
Наименование материалаМаркаНормативно-техническая документацияГлиноземCT 3000 SGОксихлорид циркониятехн.ТУ 48-4-349-75Хлорид алюминияч.ГОСТ 3759-65Аэросилтехн.ТУ У 24.1-31695418-002-2003Окись марганцач.МРТУ 6-09-2840-66Окись хромач.МРТУ 6-09-6250-69Окись кальцияч.ГОСТ 8677-66Борная кислотач.ГОСТ 9656-61Вода дистиллированнаяГОСТ 6109-72
Глинозем марки CT 3000 SG производства фирмы Альматис (Германия) имеет размер частиц от 0,7 до 2 мкм, удельную поверхность 7 м2/г (по ВЕТ) и содержания Al2O3 ~ 99,7% при практически 100%-ном содержании ?- формы.
В качестве цирконийсодержащих добавок использовали оксихлорид циркония (ZrOCl2nH2O) производства Вольногорского горно-металлургического комбината (Днепропетровская область).
Процесс растворения оксихлорида циркония выражается следующим уравнением:
ZrOCl2 + H2O ZrOOH+ + H+ + 2Cl-
При небольшой выдержке в воде происходит химическая гидратация с выделением гидроокиси циркония.
В качестве добавок ультрадисперсных порошков:
окиси кремния использовался аэросил производства Орисил-Калуш. Удельная поверхность по ВЕТ 175+ 75 м2/г, насыпной плотности 0,06 г/см3, содержание оксида кремния 98%;
окиси марганца с удельной поверхностью по ВЕТ 4,2 м2/г, содержание окиси марганца 98%;
.2 Методы исследований
При проведении исследований, изложенных в настоящей работе, были использованы стандартные методы исследований и определения характеристик материалов.
Открытую пористость и кажущуюся плотность образцов определяли гидростатическим взвешиванием.
Контроль тонины помола материалов и равномерности смешения осуществляли методом с использованием просвечивающего электронного микроскопа TEM-120
Фазовый анализ образцов и изделий из корундовой керамики проводили на рентгеновском дифрактометре ДРОН-3 в излучении К? - Cu-анода с никелевым фильтром.
Электронномикроскопические исследования структуры исходных материалов и корундовых образцов проводили на растровом электронном микроскопе JSM-840.
Механические свойства полученных керамических материалов определяли методом испытаний образцов на диаметральное и осевое сжатие по стандартной методике. Для испытаний использовали образцы цилиндрической формы. В каждую серию входило от 3 до 5 образцов. Испытания проводили на разрывной машине Р-10.
Расчет значений величин предела прочности на диаметральное сжатие (sд. сж), и предела прочности на изгиб (sизг.) производили по формулам:
sд. сж = 2 F/phD;
sизг = 2,2 sд. сж;
где F - усилие разрушения, кГ;
h - высота образца см;
D - среднее значение диаметра в см.
В работе использовалась высокотемпературная вакуумная установка типа СШВЭ-1.2,5/25 И2 мощностью 35 кВт, предназначенная для проведения различных термических процессов при температурах до 2500С и давлении от 1,35*10-3 до 2,5*105 Па. Данная установка является вакуумной шахтной печью сопротивления и представляет собой водоохлаждаемую камеру с масляной откачкой и расположенную внутри камеры, печь шахтного типа. Печь содержит теплоизолирующую футеровку отражательного типа, которая представляет собой многослойный цилиндрический экран из молибденовой и вольфрамовой фольги и проволоки, и расположенные по окружности пластинчатые вольфрамовые нагревательные элементы сечением 10*1 мм2, переплетенные полукольцами из того же материала.
С верхнего торца корпус вакуумной камеры закрывается откидной водоохлаждаемой крышкой. В днище корпуса имеются переходной фланец с водяной ловушкой масляных паров, которым камера соединяется с вакуумной системой.
Контейнер с обрабатываемыми образцами помещают внутри печи на специальной разборной этажерке. Загрузка и выгрузка этажерки осуществляется с помощью укрепленного на корпусе тросового подъемника. Он представляет собой поворотную колонну Г-образной формы, на которой имеется ручная лебедка с тросом и направляющие ролики. Стопор обеспечивает фиксацию колонны при загрузке-выгрузке.
Вакуумная система установки состоит из паромасляного насоса, двух форвакуумных насосов для предварительной откачки до давления 10-3 мм рт. ст., а также вакуумного затвора и необходимого количества вентилей, в том числе специального вентиля для напуска необходимого газа.
В установке предусмотрены нагрев и охлаждение по заданному режиму и поддержание требуемой температуры полуавтоматическим, автоматическим и ручным способом. Для измерения температуры использовали термопару из вольфрам-реневых сплавов ВР 5/20, вводили в рабочий объем через специальное окно в футеровке и корпусе. Термо-ЭДС фиксировали на цифровом мультиметре В 7-35. Неравномерность температурного поля по высоте печи не превышала 20 К.
Нагрев и охлаждение возможно проводить со скоростью от 0 до 2,5С/с.
Установка снабжена блокирующими устройствами, позволяющими избегать разгерметизации камеры и выхода из строя высокотемпературных узлов в аварийных ситуациях (нарушение водоснабжения, электропитания и др.)
корундовый керамика ультрадисперсный порошок
3. Экспериментальная часть
В данной работе исследовались спекаемость и механические свойства керамик на