Обжиг спрессованного сырца.

При обжиге сырца, спрессованного из порошкообразной массы, приходится учитывать своеобразие его структуры, ибо механизм об­разования керамического черепка у изделий пластиче­ского и полусухого прессования неодинаков. Рассмотрим различие этого механизма для случая легкоплавких глин. Структуру свежесформованного сырца пластиче­ского формования, т. е. структуру пластичного глиняно­го теста, в самом схематическом приближении можно представить следующим образом (рис. 103, а). Отдель­ные агрегированные кусочки глины, а главным образом их тощая составляющая часть — кварцевый песок, рас­пределены более или менее равномерно в суспензии коллоидной фракции 1 глины. Дисперсионной средой этой суспензии является водный раствор растворимых солей, содержащихся в глине, а дисперсной фазой—на­ходящаяся в этом растворе во взвешенном состоянии коллоидная фракция глинистых минералов. Эта суспен­зия наполнена более крупными частицами кварца 2 и агрегированными, не распустившимися в воде кусоч­ками глины, которые являются как бы «заполнителями» этой суспензии.

Во время сушки, по мере испарения из сырца влаги, зерна заполнителя сближаются между собой, контактируясь в отдельных точках и гранях, и образуют таким образом скелет высушенного изделия. Суспензия, высыхая, осаждает на скелете свою коллоидную фракцию. Таким образом, зерна заполнителя оказываются покры­тыми сплошной «обмазкой» 3 из коллоидной фракции глины (рис. 103, б). Эта обмазка является наиболее легкоплавкой частью всей керамической массы, так как в ее составе находятся растворимые соли, имеющие на­иболее низкие эвтектические температуры. Важным

в данном случае является и то обстоятельство, что при незначительной общей концентрации этих солей в кера­мической массе местная концентрация их на контактных поверхностях отдельных зерен может достигать сущест­венной величины. По мере нагревания сырца при дости­жении эвтектических температур эта обмазка плавится, образуя стекловидную фазу 4, которая цементирует кон­тактные поверхности отдельных зерен. Кроме того, в образовавшемся жидком расплаве частично растворя­ются поверхностные слои зерен наполнителя, образуя пересыщенные растворы, из которых выкристаллизовы­ваются новые минералообразования, цементирующие скелет в виде кристаллических сростков (рис. 103,в). Жидкая фаза, образующаяся на контактных поверхнос­тях, затекает в трещины и поры и стекает к поверхно­стям частиц, не пришедших еще в контакт, увеличивая тем самым общую величину контактной поверхности.

Очевидно, что количество, состав и состояние жидкой фазы во многом определяют свойства обожженного керамического изделия аналогично тому, как в обычном строительном бетоне его свойства зависят от свойств заполнителя и цементного камня. Так, например, при по­вышенной вязкости и малой подвижности жидкой фазы затрудняются ее перемещение и цементация еще не скле­енных поверхностей, что снижает прочность изделия. На­пряженное состояние стекловидной фазы, аналогично неотожженному стеклу, повышает хрупкость керамиче­ского изделия.

По-иному развивается процесс формирования череп­ка в керамическом изделии полусухого прессования. Его можно представить себе следующим образом. В массе глиняного порошка, поступающего на прессование, име­ются разнородные по влажности агрегированные глиня­ные частицы соответственно различной плотности и раз­личной твердости. Сами агрегированные частицы гли­няного порошка также неоднородны по твердости, так как наряду с пластичной увлажненной массой глинооб-разующих минералов в них содержатся и более крупные зерна тощего материала — главным образом зерна кварца.

В процессе прессования сырца сначала сближаются отдельные агрегированные частицы глины, затем насту­пает их деформация, а в последней стадии прессования более твердые частицы глины вдавливаются в более мяг­кие. Более сухие частицы глины проникают в мягкие увлажненные частицы. Точно так же и твердые зерна кварца вдавливаются в более мягкие агрегированные частицы глины. Возникающие при этом большие силы трения обусловливают прочное сцепление отдельных глиняных частиц в единый агрегированный сросток. Однако в нем отдельные частицы глины все же имеют между собой поверхности раздела, что коренным образом отличает эту структуру от структуры сырца пластического формования, имеющего сплошную массу «коллоидального вяжущего». При полусухом прессова­нии «массив» сырца образуется механическим сближе­нием отдельных зерен керамического порошка, в кото­ром каждое зерно имеет структуру, аналогичную пла­стичному тесту, а в сырце между ними остаются суще­ствовать поверхности раздела, несмотря на кажущееся сильное взаимодействие между зернами порошка при его прессовании.

Перейти на страницу: 1 2

Дополнительно

Колониальная организация и межклеточная коммуникация у микроорганизмов
Обзор посвящен современным концепциям и данным, свидетельствующим о целостном характере микробных популяций (колоний, био-плёнок и др.) как своеобразных "суперорганизмов". При этом особое внимание уделяется таким явлением как апоптоз, бактериальный альтруизм, эффект кворума, коллективная ...

Естественно-научные концепции развития микроэлектронных и лазерных технологий
Электроника - наука о взаимодействии электронов с электромагнитными полями и о методах создания электронных приборов и устройств (вакуумных, газоразрядных, полупроводниковых), используемых для передачи, обработки и хранения информации. Возникла она в начале ХХ века. На ее основе были созданы элект ...

Меню сайта