Особенности технологического цикла при получении керамик

Выбор метода изготовления керамического изделия зависит от свойств применяемого материала, особенностей конфигурации изделия и мас­совости заказа. Однако любая технологическая схема керамического производства в качестве обязательных включает в себя следующие опе­рации: 1) тонкое измельчение и тщательное смешивание исходных ком­понентов; 2) пластификация массы и образование формовочного полу­фабриката; 3) формование заготовок из пластифицированной массы; 4) спекание изделий (высокотемпературный обжиг).

Измельчение и смешивание сырьевых компонентов производится в шаровых и вибрационных мельницах. Мельница тонкого помола пред­ставляет собой стальной барабан, футерованный изнутри износостой­кой резиной. В качестве мелющих тел используют керамические или стальные шары различного диаметра. Измельчение массы происходит за счет ударного воздействия шаров или истирания частиц между ша­рами. Помол может быть «сухим» и «мокрым». Более тонкое измельче­ние достигается в водной среде.

Полученная таким способом шихта пластифицируется органичес­ким пластификатором. Пластификаторы подразделяют на водораство­римые и расплавляемые. Наиболее часто используют поливиниловый спирт и парафин.

Формование изделий осуществляют методом прессования, пласти­ческой протяжкой (выдавливанием) через мундштук или горячим лить­ем под давлением. Крупногабаритные изделия сложной конфигурации формуют путем литья жидкой керамической массы (водного шликера) в гипсовые формы, которые разбирают при извлечении заготовок.

Наиболее ответственной технологической операцией является спе­кание изделий, которое проводят в муфельных или туннельных элект­рических печах при температурах 1300°С и выше. При спекании про­исходит выжигание пластификатора, завершаются химические реак­ции между компонентами. За счет слияния частиц фиксируется форма изделия, материал приобретает необходимую механическую прочность и заданные физические и электрические свойства. В зависимости от состава материала спекание (обжиг) может производиться не только в окислительной, но и в нейтральной и даже в восстановительной атмос­ферах.

В процессе обжига вследствие испарения влаги, выгорания пласти­фикатора и уплотнения материала происходит усадка изделий, т.е. уменьшение их размеров. В зависимости от состава шихты, количества пластификатора и режимов обжига усадка изменяется в широких пре­делах и может превышать 20%. Принимая во внимание это обстоятель­ство, необходимо при формовке заготовок давать им завышенные раз­меры. Заранее оценить усадку довольно трудно, поэтому допуски на размеры керамических изделий, особенно крупногабаритных, сравни­тельно велики (до 5% от линейного размера).

Дата добавления: 2014-01-20