Войти  |  Регистрация
Авторизация
» » Физико-химические процессы, протекающие при обжиге глин и сырьевых смесей, содержащих глины

Физико-химические процессы, протекающие при обжиге глин и сырьевых смесей, содержащих глины



При нагревании (обжиге) сформованного изделия (сырца) протекают физико-химические процессы, которые приводят к изменению химического, фазового составов, структуры и физико-механических свойств, превращению сырца в керамику (керамический черепок).
При повышении температуры сырца до 100-120 °C испаряется свободная и физически-связанная вода; в интервале от 300 до 400 °C выгорают органические примеси. При нагревании до 450-700 °C происходит полиморфное превращение β-кварц → α-кварц, начинается дегидратация водных алюмосиликатов, например каолинита с образованием метакаолинита Al2O3*2SiO2. При повышении температуры до 900 °C начинается диссоциация карбонатов с выделением CO2, а также разложение метакаолинита Al2O3*2SiO2 → Al2O3+2SiO2. При температуре выше 1100 °C образуется муллит 3Аl2О3*2SiO2.
При нагревании до 500 °C и выше начинается изменение агрегатного состояния и структуры системы (спекание).
Различают два типа (механизма) спекания:
1. Твердофазовое спекание обусловлено объемной диффузией вещества в твердом теле (диффузионный массоперенос), а также химическим взаимодействием компонентов с образованием новых веществ.
2. Спекание с образованием и участием жидкой фазы (расплава) - основной процесс, происходящий при обжиге в производстве строительной керамики. Глина может содержать примеси, например полевые шпаты и слюды, со сравнительно невысокой температурой плавления (плавни). Кроме того, глины содержат соли натрия и калия. Образующиеся при обжиге оксиды калия, натрия (а позднее и кальция) взаимодействуют с Al2O3 и SiO2 с образованием алюмосиликатов щелочных металлов, имеющих сравнительно невысокую температуру плавления. Это приводит к образованию жидкой фазы (расплава), которая постепенно заполняет поры и понижает пористость сырья. Изменяется также и характер пор, система сообщающихся пор в сырце постепенно разделяется на замкнутые участки. О кинетике процессов спекания можно судить по изменению водопоглощения сырца и керамики (рис. 3.1).
Физико-химические процессы, протекающие при обжиге глин и сырьевых смесей, содержащих глины

Температура, соответствующая точке А на рис. 3.1, называется температурой начала спекания (tА). Температура обжига, при которой водопоглощение керамики приблизительно равно 5 %, называют температурой спекания (tБ). Пористую керамику получают при максимальной температуре обжига ниже температуры спекания шихты, ее водопоглощение превышает 5 %. Плотную (спекшуюся) керамику получают обжигом сырца при более высокой температуре. Практически водопоглощение плотной керамики не превышает 0,5-0,7 %.
Температура, соответствующая точке В на рис. 3.1, называется температурой полного спекания обжигом (tВ). При этой температуре можно получить плотную керамику с минимальным водопоглощением.
Температуру, соответствующую точке Г на рис. 3.1 называют температурой огнеупорности, или размягчения, tГ. Ее определяют с помощью пироскопа - трехгранной усеченной пирамиды, изготовленной из сырьевой смеси. Пироскоп при нагревании деформируется и вершиной касается огнеупорного основания.
Температурный интервал tA-tB называется интервалом спекания. Для получения плотной керамики этот интервал должен быть не менее 100 °C, для изготовления пористой керамики - не менее 50 °C, вследствие изменения температуры теплоносителя по высоте печи.

Добавлено Serxio 29-01-2016, 06:20 Просмотров: 2 370
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent