Разработка технологии получения изделий из оксида бериллия методом литья с ультразвуком

• Автор: Шахов, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Усть-Каменогорск
• Количество страниц: 146 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Физикохимические и технологические аспекты литья и ультразвуковой активации термопластичных шликеров из оксидов

1.1. Литейные системы. Структура, реологические и технологические свойства

1.2. Характеристика и особенности процессов, протекающих при литье термопластичных шликеров.
1.3. Влияние ультразвуковой обработки на процесс литья, свойства шликеров и изделий.

1.4. Цель и направления исследований.

Глава 2. Материалы, аппаратура, оборудования и методика литья с

ультразвуком

2.1. Характеристика исходных материалов

2.2. Аппаратура и приборы

2.2.1. Установка для определения плотности связки.
2.2.2. Ультразвуковой ротационный вискозиметр
2.2.3. Стенд для определения пластической прочности
2.2.4. Установка для литья термопластичных шликеров с ультразвуком
2.2.5. Установка дилатометрического контроля.
2.3. Методики исследований.
2.3.1. Характеристики оксидных порошков и дисперсионных
2.3.2. Реологические свойства термопластичных оксидных масс
2.3.3. Структурномеханические свойства полуфабриката и изделия
2.3.4. Планирование и обработка результатов экспериментов.
Глава 3. Физикохимические и технологические особенности литья термопластичного шликера из оксида бериллия.
3.1. Закономерности структурообразования и особенности реологии
3.2. Влияние ультразвуковой обработки на структурномеханические свойства.
3.3. Исследование структурномеханических и электрофизических свойств изделий из оксида бериллия, сформованных литьем с ультразвуком
3.3.1. Особенности спекания.
3.3.2. Основные свойства.
Глава 4. Разработка промышленной технологии и оборудования для
литья с ультразвуком термопластичных шликеров из оксида бериллия. ИЗ
4.1. Технологические принципы и особенности конструирования ультразвукового оборудования
4.2. Разработка промышленной установки литья с ультразвуком
4.3. Практическое применение технологии литья термопластичных шликеров с ультразвуком.
Основные выводы
Список использованных источников


Теплопроводность плотных изделий из ВеО при низких температурах значительно превосходит теплопроводность других высокотемпературных окислов. Теплопроводность оксида бериллия с относительной плотностью % составляет 0 -5- 0 Вт/М С при температуре 0° С /, 1/. Однако, уже с увеличением пористости до 5 -г % теплопроводность керамики при низких температурах снижается на ч- % /2/. С повышением температуры теплопроводность уменьшается и достигает величины ,4 Вт/М С при ° С /3/. Изделия из оксида бериллия характеризуется так же хорошей термостойкостью, обусловленной высокой теплопроводностью и умеренным расширением ее при нагреве, КТЛР в интервале ч- ° С составляет ,9 6 1/С /, 2, 4/. При комнатной температуре электрическое удельное сопротивление ВеО ч- Ом /5, 6/. Тангенс угла диэлектрических потерь Зч-4-' /, 0/. Стабильность этих свойств объясняется малым содержанием примесей, а также отсутствием стеклофазы. Требуемые механические свойства обеспечиваются регулированием размеров кристаллов при спекании, достигаемой плотностью материала, чистотой исходного сырья. Предел прочности оксида бериллия при изгибе составляет 0 -г 0 мн/м2 //. Наряду с природой дисперсной фазы важное значение при формировании свойств литейной системы имеет правильный подбор дисперсионной среды (связки). Получение изделий методом литья термопластичных шликеров отличается использованием дисперсионных сред, изменяющих свое агрегатное состояние и являющихся при повышенных температурах гидрофобными жидкостями с малой диэлектрической проницаемостью и низкой смачивающей способностью. Чаще всего в качестве дисперсионной среды в термопластичных шликерах используют парафин /1, 5, /. Известно применение для этих целей церезина //, стеарина /9/, петролактума // и др. Для улучшения смачивания минеральной поверхности и уменьшения вязкости шликера в состав связки вводят поверхностно-активные вещества (ПАВ), такие как пчелиный воск; олеиновая кислота и др. Это позволяет уменьшить содержание жидкой фазы при сохранении высокой текучести шликера, повысить плотность заготовок и снизить усадку при обжиге. Ориентировочный расчет показал, что примерно 0,8 ч- 1,0% ПАВ, вводимого в связку, обеспечивает создание мономо-лекулярного слоя на порошке /. ПАВ порядка 3 г 6 % /1, /. При увеличении концентрации ПАВ сверх определенного предела (критической концентрации) молекулы и ионы образуют мицеллы - ассоциаты, вследствие чего активность ПАВ падает //. Кроме того, избыточное содержание ПАВ может привести к изменению структурно-механических свойств шликера и отливок. Так, например, введение % стеарина и 3% олеиновой кислоты в состав парафиновой связки глиноземистого шликера, наряду с понижением на % вязкости, на % уменьшает прочность отлитых заготовок /9/. Свойства шликеров, как гетерофазной системы, в значительной степени определяются процессами, протекающими на границах раздела фаз. Взаимосвязь реологических свойств и строения суспензии на основе глин обобщена в классической работе Г. В. Куколева // и трудах Института коллоидной химии и химии воды АН УССР /, /. Для суспензии глинистых минералов общепринято, что на поверхности глиняной частицы образуется фаничный слой, состоящий из адсорбционно-связанной воды и отщепленных липких частиц глины. В дисперсиях оксидных материалов в водных растворах полимеров зафиксированы граничные слои значительной протяженности, состоящие из глобул макромолекул полимера или агрегатов таких глобул. Эти слои, обладая специфическими деформационными свойствами, ответственны за тиксотроп-ный характер течения суспензии, в том числе пластичной консистенции и наличие предела текучести. В термопластичных шликерах на основе тонкодисперсных порошков, по-видимому, как и в других структурированных системах вокруг частиц дисперсной фазы имеются сольватированные оболочки, состоящие из молекул связки. Строение этих оболочек характеризуется ориентированной структурой молекул, особенно в первых нескольких слоях, непосредственно прилегающих к поверхности твердой частицы /4/. Сольватированные частицы разделены прослойками свободной несольватированной связки, чем и обеспечивается текучесть шликеров.