Исследование и разработка технологического процесса ускоренного приготовления этилсиликатной суспензии с использованием эффекта кавитации

• Автор: Иванайский, Владимир Алексеевич
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 164 с. : ил.

1.1. Анализ технологии приготовления этилсиликатной СУСПЕНЗИИ.

1.2. Особенности приготовления этилсиликатных суспензий.

1.3. Анализ взаимодействия двухфазной системы в режиме кавитационного воздействия на не.

1.4. Выводы и постановка задачи исследования

Плава 2. Теоретическое исследование механизма

ГИДРОЛИЗА ЭТИЛСИЛИКАТА БЕЗ ПРИМЕНЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО РАСТВОРИТЕЛЯ ПРИ КАВИТАЦИОННОМ ВОЗДЕЙСТВИИ НА ИСХОДНЫЕ КОМПОНЕНТЫ

2.1 Влияние технологических режимов кавитационного

ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПРОТЕКАНИЕ РЕАКЦИИ ГИДРОЛИЗА ЭТИЛСИЛИКАТА

2.2 ПРИРОДА ГИДРОЛИЗОВАННОГО РАСТВОРА ЭТИЛСИЛИКАТА

2.3. Гидролиз этилсиликата при воздействии на несущую среду

КАВИТАЦИЕЙ
2.4. Выводы.
Глава 3. Аналитическое исследование механизма ПОЛУЧЕНИЯ этилсиликатной суспензии при
Глава 3. Аналитическое исследование механизма получения этилсиликатной суспензии при
ВИБРАЦИОННОМ ВОЗДЕЙСТВИИ НА НЕСУЩУЮ СРЕДУ
3.1. Анализ математической модели двухфазной среды, состоящей из этилсиликата, воды и тврдых частиц
ОГНЕУПОРНОГО МАТЕРИАЛА, ПОДВЕРЖЕННЫХ ВИБРАЦИЯМ.
3.2. Алгоритм решения задачи.
Описание расчтных функций.
3.4. Выводы.
Глава 4. Исследование влияния технологических РЕЖИМОВ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЭТИЛСИЛИКАТНОЙ СУСПЕНЗИИ
4.1. Влияние кавитационного воздействия на приготовление
СВЯЗУЮЩЕГО РАСТВОРА.
4.2. Датчик по определению начала возникновения эффекта кавитации.
4.3. Отработка технологических параметров оборудования для приготовления этилсиликатной суспензии с использованием эффекта кавитации.
4.4. Лабораторные методы испытаний
4.5. Выводы.
i 5. Разработка технологии изготовления отливок
ЛИТЬМ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СПОСОБА УСКОРЕННОГО ГИДРОЛИЗА ЭТИЛСИЛИКАТА БЕЗ ПРИМЕНЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ И 4 КАТАЛИЗАТОРОВ
5.1. Выпор способа получения связующего для формирования
КЕРАМИЧЕСКОЙ СУСПЕНЗИИ.
5.2. Получение и заливка форм
5.3. Термообработка огливок
5.4. Разработка технической документации на технологический процесс получения отливок литьм по выплавляемым моделям с применением способа ускоренного приготовления
т ЭТИЛСИЛИКАТНОЙ СУСПЕНЗИИ БЕЗ ПРИМЕНЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО
РАСТВОРИТЕЛЯ И КАТАЛИЗАТОРА
5.5. Выводы
Общие выводы.
СПИСОКЛИТЕРЛТУРЫ.
Приложение.
Введение


На основе указанных научных результатов в работе предложены технологические режимы формирования керамической оболочки, предварительной и окончательной очистки отливок от остатков керамической формы и термокавитационная обработка отливок. Указанные научные результаты и разработанные на их основе технологические мероприятия прошли проверку на опытной партии отливок деталей сельскохозяйственного машиностроения. Данные выше научные результаты позволяют выдвинуть на защиту следующие основные положения. Для проведения ускоренного гидролиза этилсиликата без применения органического растворителя и получения ЭТО суспензии из компонентов, у которых отношение плотности дисперсных частиц к плотности жидкости может достигать 3, необходимо вихревое или вибрационное воздействие на несущую среду со скоростью от 1,2 до 3,0 мс. Необходимым условием для возникновения и протекания кавитационного процесса в жидкой фазе является наличие вихревого и вибрационного воздействия на несущую среду в интервале исследуемых частот 0 Гц со скоростью, превышающей пороговую 0, мс, такая скорость при вихревой кавитации должна быть у начала лопасти вихреобразоватсля. Для проведения гидролиза ЭТС без использования органического растворителя и получение ЭТС суспензии возможно использовать, без добавления катализатора, присутствующую в составе ЭТС соляную кислоту при е содержании 0,1. Скорость вихревого и вибрационного воздействия на несущую среду должна превышать пороговую скорость начала ускоренного гидролиза этилсиликата 1,2 мс. К, она может быть использована для формирования керамической оболочки. Проведение ускоренной реакции гидролиза этилсиликата возможно в течение секунд при соотношении ЭТС и воды вплоть до стехиометрического. Для организации кавитационного процесса во всм объме несущей среды в вибрационном реакторе зазор между волноводом и стенкой реактора должен быть от 1ьЗх3 м, в противном случае произойдет разрушение волновода зазор менее 1x3 м или начнут возникать безкавитационные зоны зазор более 3x3 м. В случае вихревого воздействия на несущую среду должны быть выдержаны следующие геометрические и скоростные параметры диаметр реактора не должен превышать двух диаметров вихреобразователя, высота 5 диаметров. Автор выражает глубокую благодарность доктору технических наук, профессору Рыбкину В. А., за постоянное внимание и неоценимую помощь в работе, а также коллективу кафедры МТ5 МГТУ им. Баумана. Глава 1. Анализ технологии приготовления этилсиликатной суспензии Основной характеристикой этилсиликата является содержание 5, которая может образовываться при полном гидролизе ЭТС. Содержание 5 в этилсиликатс может изменяться от до . Состав компонентов наиболее используемых в литейном производстве марок этилсиликата представлен в табл. Этилсиликат может быть получен прямым синтезом при взаимодействии абсолютированного этилового спирта с металлическим кремнием в присутствии катализатора 1. В результате этих реакций получают наиболее простой по строению тетраэтоксисилан ТЭОС 1. Остальные этилсиликаты являются смесыо тстраэтоксисилана и олигомерных этоксисиланов. Они получаются смесью четырххлористого кремния, этилового спирта с водой в заданном соотношении 1. То есть, основным методом синтеза тстраэтоксисилана и других этилси ликатов в нашей стране является этернфикация четырххлорнстого кремния. Этилсиликат вода органический растворитель катализатор Этилсиликат вода избыточное содержание катализатор Этилсиликат вода катализатор соляная кислота входящий в со став исходного этилсиликата. С2Я5ОЯ С2Я 2Я2 5С4 4С2ЯЯ С2Я 4ЯС
1. Сущность реакции гидролиза состоит в замещении в олигомерных соединениях этилсиликата определнного числа этоксильных групп С2Н гидроксильными ОН. Реакция проходит при смешивании в определнных пропорциях этилсиликата один моль, воды один моль, органического растворителя и катализатора 2. СЛЮ0 Я5УЯ СЛЮ
Я Я 1. Наряду с реакциями гидролиза в этилснликате идут процессы конденсации и полимеризации продуктов гидролиза. Я Я 1. Я Я 1. Я Я Я Я
ЯБ 5 Я 2Н0О 5ОНСЛОН
Л Я Я Я 1. Л 5 ЯНО Я Я Я Я 1. Д0 .