Технология производства и виды тонкой керамики
Информация - Разное
Другие материалы по предмету Разное
требуемой толщины стенки изделия составляет 1-3 ч. Изделие выдерживают в формах дополнительно 7-16 ч для закрепления заготовки, затем ее вынимают из форм, подвяливают, оправляют (обрезают кромки) и направляют на сушку в камерные, тоннельные или люлечные сушила. Последнее в производстве керамической сантехники получили наиболее широкое применение.
Люльки передвигаются по монорельсу, приваренному к верхней части сушила. Изделия стоят в люльках на деревянных поддонах. Теплоноситель подается с помощью приточной системы, циркуляционных установок и через окна в поду камер. Отработанный теплоноситель удаляется осевым вентилятором через вытяжной зонт в потолке первой камеры.
Тепловой режим в люлечной сушилке поддерживается автоматически по сигналам термометров сопротивления через исполнительные механизмы, связанные с регулирующими заслонками на трубопроводах, путем изменения количества подаваемого теплоносителя, а также посредством разбавления последнего холодным воздухом. Преимущества таких сушилок: простота их обслуживания, небольшие габариты, сокращенные режимы сушки (10-12 ч), малое количество брака и обеспечение поточности технологии.
После сушки изделия зачищают наждачной шкуркой, обдувают сжатым воздухом для удаления пыли и глазуруют путем окунания в чаны с глазурью или с помощью пульверизатора. Покрытые глазурью изделия загружают на этажерочные вагонетки и обжигают в тоннельных печах. Температура обжига для фаянсовых изделий 1250-1280, для мягкого фарфора - 1250 - 1300, для твердого фарфора - 1300- 1450С.
Наиболее высококачественные изделия получают на основе фарфоровых масс, что связано со спецификой их состава и особенностями высокотемпературных процессов. Фарфоровый полуфабрикат, поступающий на обжиг, состоит из относительно крупных зерен кварца и полевого шпата, распределенных в тонкозернистом глинистом веществе. В температурном интервале 500-650С заканчивается дегидратация глинистого вещества (каолинита), в результате чего образуется мета каолинит
Аl203 2Si02 2H20 > А1203 тАв 2Si02 + 2Н20
При дальнейшем нагревании полевой шпат образует с другими компонентами шихты легкоплавкие эвтектики. Кроме того, между компонентами массы протекают твердофазовые реакции. В результате этих процессов обжигаемый материал при температурах 800-900С (т.е. задолго до плавления самого полевого шпата) приобретает некоторую прочность. Полевой шпат начинает плавиться при температуре около 1150С, но ввиду высокой вязкости образующегося расплава наиболее крупные его зерна сохраняются до температуры 1200С. Полное расплавление зерен полевого шпата происходит лишь при температуре ~ 1250С. Примерно в том же температурном интервале (1100-1250С) происходит муллитизация ранее образовавшегося метакаолинита
(А1203 тАв 2Si02) > 3Al203 2Si02 + 4Si02
Образующиеся мелкие иглоподобные кристаллики первичного муллита пронизывают массу обжигаемого материала, создавая в нем армирующий упрочняющий каркас. Присутствующие в материале зерна кварца вплоть до температуры 1250С по существу не претерпевают изменений. При более высоких температурах количество жидкой фазы заметно увеличивается в результате ее взаимодействия с ранее образовавшимися метакаолинитом, первичным муллитом и аморфным кремнеземом. Одновременно на зернах кварца появляются каемки, свидетельствующие о его взаимодействии с жидкой фазой. В интервале от 1250С до конечной температуры обжига в материале наблюдается непрерывное увеличение содержания муллита. Это обусловлено, с одной стороны, увеличением числа и размеров кристаллов первичного муллита, а с другой, - перессыщением жидкой фазы, приводящим к частичной кристаллизации из нее вторичного муллита. Кроме того, в том же температурном интервале продолжается растворение зерен кварца и их кристобалитизация. К моменту завершения обжига фарфор состоит из жидкой фазы (образующей при охлаждении стекловидную фазу), муллита, остатков нерастворившихся зерен кварца и замкнутых пор (2-5% об).
Соотношение между фазами, входящими в состав фарфора, предопределяет его важнейшие свойства. Так, муллит является важной составляющей фарфора, поскольку от его содержания в материале зависят механическая прочность, термостойкость, химическая стойкость и электрофизические свойства последнего. Остаточные (нерастворившиеся) зерна кварца вместе с муллитом образуют армирующий скелет, препятствующий деформации изделий на завершающей стадии обжига. Стекловидная фаза, присутствующая в фарфоре в значительных количествах (в мягком фарфоре до 80%-об.), предопределяет просвечиваемость художественных изделий, жаростойкость и диэлектрические свойства изделий технического назначения. Меняя продолжительность выдержки при конечной температуре обжига, можно регулировать состав и количество образующейся в нем жидкой фазы, соответственно, содержание стекловидной фазы в готовом изделии и его свойства.
Существенное значение имеет не только температурно-временной режим обжига изделий, но и создание определенной газовой среды в различных периодах обжига. По характеру газовой среды различают три периода обжига фарфора.
В первом периоде (нагрев до 1040С) в печи создают окислительную газовую среду. Концентрация С02 в продуктах сгорания топлива в этот период достигает 10-14%. Цель окислительного периода обжига - предупредить осаждение сажистого углерода, образующегося при сгорании топлива, в порах изделий. Однако примеси соединений железа, соде