Реотехнологические свойства фарфоро-фаянсовых масс и изделий с комплексными органоминеральными добавками

• Автор: Слюсарь, Оксана Анатольевна
• Шифр специальности: 02.00.11, 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 162 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Ньютоновские дисперсные системы. Общая характеристика

1.2. Регулирование коллоиднохимических свойств дисперсных систем

1.2.1. Неорганические разжижающие добавки

1.2.2. Органические разжижающие добавки

1.2.3. Комплексные разжижающие добавки

1.3. Состав, строение, классификация и способы получения разжижающих добавок

1.4. Коллоиднохимические представления о механизме действия пластифицирующих добавок

1.4.1. Реологические свойства гидрофильных минеральных дисперсий с пластифицирующими добавками

1.4.2. Адсорбция пластифицирующих добавок частицами минеральных дисперсий

1.4.3. Изменение электрокинетических свойств минеральных суспензий пластифицирующими добавками
1.4.4. Явления синергизма и антагонизма в минеральных суспензиях с разжижающими добавками
2. ХАРАКТЕРИСТИКА ИСПОЛЬЗУЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 .Применяемые материалы
2.2.Получение суперпластификатора СБ
2.3.Методики проведения эксперимента
3. КОЛЛОИДНОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДНЫХ ДИСПЕРСИЙ С КОМПЛЕКСНЫМИ ДОБАВКАМИ
3.1. Влияние добавок на реологические свойства минеральных суспензий
3.2. Влияние добавок на агрегативную устойчивость минеральных суспензий
3.3.Влияние добавок на электрокинетический потенциал частиц дисперсной фазы
3.4.Адсорбция комплексных добавок на границе твердое телораствор
3.5.Обсуждение механизма действия комплексных добавок с СБ
4. КОЛЛОИДНОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КЕРАМИЧЕСКОГО
ШЛИКЕРА
4.1.Влияние добавок на подвижность керамического шликера
4.2.Влияние добавок на агрегативную устойчивость
керамического шликера
4.3.Влияние добавок на электрокинетический потенциал частиц дисперсной фазы
4.4. Адсорбция комплексных добавок на границе твердое тело раствор
5. ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КЕРАМИЧЕСКОГО
ШЛИКЕРА И ГОТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ С КОМПЛЕКСНЫМИ
ДОБАВКАМИ
6. ОПЫТНОПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ И РАССЧЕТ
ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
6.1 .Опытнопромышленные испытания
6.2.Расчет экономической эффективности ОБЩИЕ ВЫВОДЫ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЯ
Условные обозначения
См концентрация добавки по сухому веществу, от массы дисперсной фазы
Су объемная концентрация,
С массовая концентрация, мольл
М молекулярная масса, г т напряжение сдвига, Па
т0 предельное динамическое напряжение сдвига, Па гл пластическая вязкость, мПас у скорость деформации, с1 г радиус частицы, мкм
электрокииетический потенциал, мВ
X удельная электрическая проводимость, Ом,м
I сила тока, А
сдиэлектрическая проницаемость, Фм
II универсальная газовая постоянная, 8, ДжКмоль
Ыд число Авагадро, 6,
Г адсорбция, мольм
Глиф дифференциальная функция распределения частиц по радиусам
Р1Т интегральная функция распределения частиц по радиусам
б толщина адсорбционного слоя, нм
ис энергия электростатического отталкивания, Джм
и, энергия структурного взаимодействия, Джм
им энергия молекулярного притяжения, Джм
Ь расстояние между частицами, нм
Т температура, К
I время, с р плотность, кгм
Буд удельная поверхность, м2 кг м2г
Бо площадь, приходящаяся на одну молекулу в адсорбционном слое, нм2зв ВТ водотврдое отношение
в общая электрическая проводимость раствора, ш
А аттракционная постоянная
к константа, характеризующая изменение эффективной вязкости п константа, характеризующая степень тиксотропност системы В константа, характеризующая адсорбционное равновесие
Р разрушающее усилие, кН
1 предел прочности на сжатие, МПа
V скорость набора керамической массы, гсммин
П пористость керамических образцов,
К, коэффициент загустеваиия керамического шликера
Вп водопоглощение,
Ь усадка образцов, мм
С0 себестоимость единицы продукции до внедрения, руб.
С себестоимость единицы продукции до внедрения, руб.
Угол годовой объем продукции, т шт
Эгол годовой экономический эффект, тыс. руб.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Комплексное решение задач технического прогресса в технологии керамики и огнеупоров невозможно без коренного усовершенствования и интенсификации технологических процессов на основе детального изучения закономерностей и кинетики структурообразования разнообразных дисперсных систем в ходе технологической переработки исходных материалов 1,2. Характерными для керамической технологии являются процессы с участием твердых фаз, которые осуществляются в агрегатах с внешним подводом энергии. Примером таких процессов является диспергирование в различных средах, смешение, транспортирование, формование и поризация. Эти процессы сопровождаются массообмсном массопсреносом дисперсных фаз с изменением объема системы, ее деформацией, активным перераспределением фаз. Для создания физикохимических основ технологии производств с участием дисперсных систем, проектирования оптимальных технологических процессов необходим общий научно обоснованный подход и развитииие общей теории течения концентрированных дисперсных систем. I тип двухфазные системы, включающие твердую дисперсную и газовую фазы ТГ. II тип двухфазные системы, содержащие твердую фазу в жидкой дисперсионной среде ТЖ. К этому типу относятся вакуумированные пластичные формовочные массы, водные и термопластичные суспензии, свежесформованный полуфабрикат. III тип трехфазные системы, образуемые твердой, жидкой и газовой фазами ТЖГ. К этой обширной группе относятся пресспорошки, исходные невакуумированные пластичные формовочные массы, бетонные жесткие смеси для виброформования, трехфазные минерализованные пены, полуфабрикат на стадии сушки. Наиболее общим и существенным признаком рассмотренных разнообразных типов дисперсных систем является их гетерогенность, наличие поверхности раздела фаз, величина которой зависит от дисперсности и концентрации системы. В указанных системах например, в суспензиях протекают сложные коллоиднохимические взаимодействия между твердой и жидкой фазами 6, 7, обусловленные сильно развитой межфазной поверхностью и соответственно большим значением избыточной поверхностной энергии Гиббса. Более того, в технологии керамики и огнеупоров для подавляющего большинства керамических суспензий ставится задача получения их с максимально возможной текучестью при достаточно высокой концентрации твердой фазы. Указанные условия определяют необходимость детального изучения коллоиднохимических методов в регулировании силы и энергии межчастичных взаимодействий, определяющих разжижение или стабилизацию суспензий. Керамические суспензии обладают определенными механическими свойствами вязкостью, во многих случаях пластичностью, упругостью и прочностью. Эти свойства связаны со структурой суспензий и поэтому их называют структурномеханическими или реологическими 8. Реология как наука о деформации и течении реальных тел исходит из феноменологического поведения тел при механическом нагружении. Она исследует соотношение между действующим на тело напряжением и обусловленной его действием деформацией. Известно, что наиболее сложными реологическими свойствами обладают высококонцентрированные дисперсные системы с пространственными структурами. Образование и изменение структур, обусловленные физикохимическими, коллоиднохимическими или чисто физическими процессами, всегда приводят к изменению их реологических свойств. ВандсрВаальса. Эти структуры могут проявлять свойства неныотоновских жидкостей тиксотропию, дилатансию, реопексию, вязкоупругость, пластичность или их сочетание. Такие структуры обладают относительно высокой прочностью, упругостью и хрупкостью. Согласно одному из главных положений реологии, свойства всех материалов могут быть отнесены к одному из следующих типов деформации или сочетанию этих типов упругости, вязкому течению, пластичности. Принадлежность дисперсной системы к классу ньютоновских или неньтоновских или к какомуто определенному классу последних определяется посредством реологического анализа. Наиболее важной реологической характеристикой при этом является зависимость ст или ут, называемая кривой течения или реограммой рис. Адекватная характеристика дисперсных систем представляется также зависимостями цт или цу, в зависимости от конструкции используемых для исследований вискозиметров. Рис. Общий вид реологических кривых. Дисперсные системы, обладающие тиксотролиыми свойствами, изучаются уже длительное время .