Пивинский Ю.Е., Ромашин А.Г. - Кварцевая керамика, страница 8

Общепринятой характеристикой суспензий является и их плотность р,. Легко выводится зависимость между различными показателями суспензий: где р .ф Р„р — плотность соответственно твердой фазы, суспензии, жидкости. Формулы (б) и (7) верны, если рж=1 г/смв. Суспензии могут характеризоваться и удельной концентрацией твердой фазы Яе. (Рс — Р ) Р..ф гса = Рт,ф Рж Объемное содержание твердой фазы С, может быть определено также из соотношения С.=©,/Р,.ф.

(9) Соотношения между показателями 1!7, С„ясе и р, для суспензий кварцевого стекла показаны на рис. 8. Лс 7,7 сл 1,4 75;.Е 10 Л рас, й, Взанжосвязь межяу показатеяямн объемного соЛвржапая твердой фаям, уяельной конаеатрадка твердой фазы, алажкостью плотяостью ° суспаазай кваряевого стекла аз 0,705 0,570 11 75 70 т/7 рг, г/сма При наличии в суспензии газовой фазы ее объемное содержание определяется по формуле гг к кгн (10) !00 где Ятн — кажущаяся влажность суспензии, принимаемая по плотности суопензии без учета содержания воздушных включений; Ж' — истинная влажность суспензии, определяемая общепринятым методом высушивания 1112!. В процессе подготовки суспензий бывает необходимо производить разбавление их водой.

Объем дополнительно вводимой воды /йЯР при этом определяется из соотношения: Лйт=~ ~ 1)1, (11) ~ 77коа где )7 — исходный объем суспензии; (го и Янаи — удельная концентрация твердой фазы соответственно в исходной и требуемой суспейзии. Эти величины удобнее находить графически (рис.

3) по данным плотности суспензии. При повышении плотности суспензий способом их насыщения массу вводимого порошка ЛР находят из соотношения Л~ = Ю,„Ж) ]у„,гг. (! 2) Объем суспензии после' введения дополнительного количества порошка )г„„увеличится по сравнению с исходным [уноа. Его находят из соотношения [У..„= [У„,„+ Л Рур,. ф (13) Плотность суспензии после насыщения р„определенным количеством порошка ЛР находят из соотноше- ния (17) где У,б — объемная усадка отливок при сушке. Величина С,„гс в общем случае может определяться как !г „твердой фазы осадков, полученных центрифугированием предельно концентрированных (во избежание их расслоения) исходных суспензий. Таблица 5. Показатели С„, зуго С еггс, л„дли сусиеизи й различных керамических материалов статочной степенью точности может быть принят коэффициент упаковки твердого вещества, набираемого за счет капиллярных сил формы.

Учитывая, что йуп отливки определяется после ее сушки, расчет Снсггг должен вестись по формуле Со сгп = йуп Я об/100), Угад. ке линей- о сгп нмк, е// Лигера- тура и уп с о л Материал (14) 113] 114] [1! 5]» [115]» [116] [117] [73] [73] [73] [73] [731 0,53 0,3 — 0,6 0,55 0,64 0,65— 0,73 0,71— 0,74 0,90 0,85 0,86 0,9! 0,92 0,7 0,66 0,55 0,50 0,41— 0,46 0,50— 0,52 0,80 0,85 0,89 0,90 0,92 0,75 0,69 0,60 0,55 0,50— О, 55 0,55— 0,57 0,83 0,87 0,37 0,2 — 0,4 0,31 0,32 0,30 А1,0з хгОз Т!С 7лС хгвг 1,0 3,0 0,37 1,О 0,5 0,72 0,74 0,76 0,82 0,84 3!Оз(1) БРОа(2) 5 !От(3) 5гОз(4) 5!0,(5) 0,89 0,1 0,90 0,05 0,92 0,05 41 40 рко = (Р... + Л Р)фу„,„+ АР' Рт. ф где Р „и ]'иол — масса и объем суспензии до насыщения. Плотность суспензии после дополнительного введения жидкости рк, находят из соотношения Р„.н=(Р „+Луру У.,„+ '").

(15) Рм Кроме общепринятого выражения концентрации суспензий посредством [[Р, С„или т: ж, было предложено для этой цели понятие об «относительной степени коьйгентрации» суспензии по. Под последним принято [?31 отношение доли объемного заполнения суспензии твердой фазой С, к предельно возможной степени объемного заполнения С„,в. Последнюю можно назвать критической объемной концентрацией.

Таким образом: п. = С,~С„„„. (16) Величина С„„зг должна быть приближенно равна той величине концентрации, при которой имеет место плотная упаковка частиц суспензии. При концентрациях, соответствующих этой упаковке, вязкость системы стремительно возрастает и система переходит в твердообразное состояние.

В случае суспензий, применяемых для шликерного литья керамических материалов, за значение Соси! с до- Дроздецкая Г. В. Разработка технологии производства язделвй нз тугоплзакнк фаз переменного состава методом шлнкернога литья и исследование взаимодействия зтня фаз с водой. Аатореф. канд. дне. Л., !йбй. В табл. 5 по известным литературным данным плотности отливки и влажности для суспензий на основе различных керамических материалов рассчитаны значения их: Сег Со сгн, ло, Как следует из табл. 5, для всех случаев, за исключением суспензий ЯОз, отмечается сравнительно низкий показатель относительной концентрации и„.

Лля суспензий ж0 5[0,, несмотря на существенную разницу С„показатели их п„близки. Предлагается следующая классификация суспензий по величине показателей их и„: суспеизии с л„)090— предельно концентрированные; 0,86 — 0,90 — высококонцентрированиые; 0,75 — 0,86 — среднеконцентрированные; (0,7(5 — малокоицентрированные, Указа(рным степеням концентраций для суспензий кварцевого стекла соответствуют следующие значения минимальной вязкости: 6 П (2~5 — 6 ~П; 0,7 — 2,6 П;(0,7 П соответственно. Верхний предел значений п„ для предельно концентрированных суспензий составляет 0,90 — 0,96, т. е.

величина их пв при этом приближается к показателю С, „и. Эти концентрации могут быть названы критическими и„,. Им соответству(бт как повышенные значения минимальной вязкости, так и сильно выраженные дилатентные свойства, препятствукущие использованию таких суспензнй для литья.

Величина пе по сравнению с показателем объемного содержания дисперсионной среды С является более существенной для целого ряда свойств суспензий. Если величина 1 — Св показывает долю объемного содержания дисперсионной среды (С ) в суспензии, то показатель 1 — пз — кинетически свободную ее долю С „ т. е, С =1 — С„; (18) С и=1 — п,. (19) Показатель кинетически свободной дисперсионной среды С, определяет долю жидкости, участвующей в движении и обеспечивающей подвижность системы, Разница в показателях С и С а показывает суммарную долю физически и химически связанной дисперсионной среды (Су), т. е. (20) Последняя может быть названа кинетически связанной дисперсионной средой. Все факторы, определяющие плотность упаковки массы при литье (дисперсность, зерновое распределение, стабилизация, коагуляцня, целый ряд технологических параметров), таким же образом определяют и величины Се .и, л, С „.

Повышение й„массы при литье при равной концентрации суспензии приводит к такому же понижению л„и, соответственно, повышению доли кинетически свободной дисперсионной среды Сын. 42 На рис. 9 показана номограмма, связывающая показатели С „ле, С„,и и С суспензий. С помощью этой номограммы можно выполнять следующие операции по известным С„и Се„и находить по и С „, по известным С„и по (или С ) находить Свози, по известным С и у(„(или С,) находить С„. Для нахождения и (или С„„), например, необходимо из оси С„провести пер- Гис, (з з — (,и йв О,Б 05 95 йб ' йй а5 еа рд рв рр 5„. Рис. й.

Взаимосвязь между показателями объемяото содержания, кинетическв свободной двспероиовной среды. отиоснтеньной степени концентрации, крвтлческой объемной концентрации твердой фазы и объемного содержания тзардой фазы суспензий: д-и — области указанных соотношений для суовензнй кварцевого стекла, полученных разлвчнымв методаыв: дзустадийиым, суспекдцроеания, а также с последующим насыщением (От; однастадинным (уп однпстаднйвмм с насыщением (3) пендикуляр до пересечения с наклонной линией с соответствующим значением Сесне.

Из точки пересечения пРоводитсЯ пеРпендикУлЯР к осЯм пе (или С к), котоРый и показывает искомые величины, Номограмма имеет общий характер для всех суспензий: все величины на ней безразмерны. 43 Там же приведены области указанных величин для суспензнй кварцевого стекла, полученных различнымп методами. Мокрое измельчение кварцевого стекла (одиостадийный метод получения суспензий) мельчаиня возрастает, амелющая апособность» или эффективная плотность мелющих тел, выражаемая разностью в плотности мелющих тел (р,) и суспензии р„т. е. (21) Сущность адностадийного метода С целью значительного сокращения общего цикла измельчения и получения высококонцентрпрованных с.спензнй был разработавши и изучен способ одностадийнога мокрого измельчения ~юварцевого стекла [51, 73!. Благодаря этому предоставилась возможность, исключая она р цию сухово измельчения, ~получить предельно концен- етрированные (с влажностью вплоть до 11%) суапензии, позволяющие после их стабилизации ~достичь высокую степень упаковки твердого вещества,в отливке.

Сущность данного метода заключается в следующем. Предварнтелыю дробленое кварцевое стекло без промежуточного сухого измельчения подвергается непосредственно мокрому помолу ~в шаровой мельнице для полученир суспензнн. В связи с этим характер~юй особенностью мокрого измельчения кварцевого стекла является совмещение в одном агрегате (шаровой мелы~аде) процессов как дробления, так и тонкого нзмельчепия. Исходный материал для помола — бой ~юварцевого стекла в виде трубок с макпамальным размером (по длине) но 50 — 70 мм на первой ага~дни измельчения (обычно 1 — 2 ч) дробится до размеров, не превышающих 1 — 2 мм, и ~в дальнейшем происходит тонкий помол.