Регистрация / Вход
Прислать материал

Безобжиговая технология профилированных изделий

Общие сведения
Тематическое направление
Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
Название доклада
Безобжиговая технология профилированных изделий
Исполнитель проекта
Башкирский государственный университет
Докладчик (участник)
Участник
Третьякова Валентина Сергеевна
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Цель работы - разработка безобжиговой технологии производства керамических профилированных изделий с температурой применения до 1600*С путем изучения физико-химических процессов, происходящих в композициях при нагреве, определяющих их структуру и эксплуатационные характеристики.
Задачи:
-исследовать последовательность физико-химических процессов и фазовый состав исследуемой композиции при нагреве,
-разработать технологический процесс изготовления профилированных изделий и варианты изготовления пресс инструментов для получения особо сложных изделий,
-изучить деформацию и ползучесть под стандартной нагрузкой при высоких температурах
-определить физико-технические характеристики материалов и изделий.
Актуальность и новизна исследования
Актуальность. Разработка и производство керамических композиционных материалов различного назначения с применением неорганического связующих является сформировавшимся направлением в материаловедении. Несмотря на достижения последних лет в области создания материалов по безобжиговой технологии на НС, вопросы получения и применения, а также их некоторые свойства изучены еще недостаточно. Так, например, материалы на основе оксида алюминия (корунда), муллитокорунда и алюмосиликата на НС нашли практическое применение прежде всего как керамический материал огнеупорного назначения. В известных работах недостаточно изучены физико-химические процессы, определяющие структуру таких материалов при нагревании, описывающие кинетику формирования структуры при низких и деформационные характеристики при высоких температурах, необходимые для создания технологии производства профилированных керамических изделий и их высокотемпературные эксплуатационные характеристики.В связи с этим, разработка технологии получения корундовых, муллитокорундовых и алюмосиликатных керамических трубчатых изделий с использованием результатов исследования кинетики твердения, физико-химических процессов при формировании физико-технических свойств и деформировании является актуальной задачей в научном и прикладном аспектах.
Новизна. Такая технология позволяет получить профилированные изделия с заданными свойствами при низких температурах термической обработки. В частности, возможность получения профилированных изделий со сложной конфигурацией, как внутренних, так и внешних поверхностей и больших размеров с высокой точностью, является важным преимуществом по сравнению с традиционными методами.
Описание исследования

Исследованы фиико-химические процессы в композициях с зернистым наполнителем на основе корунда, муллитокорунда и алюмосиликатного сырья с неорганическим связующим (рис.1).

                                                                        

                                                                     а)                                              б)                                    в)

                  Рис. 1 а) Кривая ДТа, б) Ик-спектры, в) - рентгенограммы композиции на основе корунда и неорганического связующего      

Результаты термического, рентгенофазового и ик-спектрального анализов показывают происходящие при нагреве процессы с образование новых фаз при температурах 110, 150, 300, 600, 900*С, которые определяют формирование технических характеристик профилированных изделий независимо от вида наполнителя.

Определенны составы масс для производства трех видов профилированных изделий (табл. 1)

                                                                                                                                              Таблица 1     

                                                                                  Составы для профилированных изделий 

                                                                                     

Изучены кинетика твердения масс, структурообразования (рис.2). Изучение кинетики твердения для корундового состава показывает, что при температурах 50-150*С упрочнение происходит в течении двух часов и прочность при сжатии составляет 0,7МПа. Увеличение времени выдержки не приводит к росту выдержки. Однако, при более высоких температурах значение прочности после одного часа достигает 1МПа, что достаточно для выполнения технических операций (транспортировка, механической и дальнейшей термической обработки).

                                                                                                

                                                                  Рис. 2 Кинетика упрочнения композиции на основе корунда

Установлены технические параметры приготовления вакуумированной массы, формирования изделий и температурных режимов их обработки. Создан чертеж пресс инструмента и разработана принципиальная схема формующей головки-мундштука для получения профилированных изделий. А так же  разработаны и изготовлены три принципиальных типо-размеров пресс инструмента для выпуска профилированный изделий.

 

Результаты исследования

Создана эффективная технология изготовления керамических профилированных изделий из безобжиговой композиционной керамики. Полученные по данной технологии изделия обладают такими эксплуатационными свойствами, как высокая термическая стойкость и огнеупорность. Предел прочности при сжатии не менее 30МПа, дополнительная линейная усадка при 1400*С не более 1%, термостойкость не менее 30 воздушных теплосмен, максимальная температура применения 1600*С. Она основана на результатах проведенных исследований в композициях с зернистыми наполнителями и неорганического связующего. Имеется акт внедрения профилированных изделий изготовленных по разработанной технологии.

Практическая значимость исследования
Опытная партия профилированных изделий изготовлена в ООО "Керам" (г.Уфа) по разработанной технологии и внедрена в различные производства России (ОАО "ДААЗ", г.Дмитриевград; ООО "БельЗАН", г.Белебей; ООО ПФГК "Страт-Такт",ООО "Оптимум Оптимо", ОАО "ОгнеупорГарант", г.Воронеж; ООО "ОсколПромСнаб", г.Старый Оскол; ООО"НИТИ Прогресс", г.Ижевск; ОАО "Низковольтник", г.Октябрск).