Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

ЗАГАЛЬНІ ТЕОРЕТИЧНІ ПОЛОЖЕННЯ



МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

До циклу лабораторних робіт

«ВИЗНАЧЕННЯ ДЕФОРМАЦІЙНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГЛИНИСТИХ МАТЕРІАЛІВ ТА ОПТИМІЗАЦІЯ СТРУКТУРНО-МЕХАНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ КЕРАМІЧНИХ МАС»

З курсу «Основи наукових досліджень і технічної творчості»

Та для виконання дипломних робіт магістрів

 

для студентів спеціальності 05130104

«Хімічні технології тугоплавких неметалевих і силікатних матеріалів»

усіх форм навчання

 

Затверджено

редакційно-видавничою

радою університету,

протокол № 2 від 24.12.2014

 

Харків

НТУ «ХПІ»


Методичні вказівки до циклу лабораторних робіт «Визначення деформаційних характеристик глинистих матеріалів та оптимізація структурно-механічних властивостей керамічних мас» з курсу «Основи наукових досліджень і технічної творчості» та для виконання дипломних робіт магістрів для студентів спеціальності 05130104 «Хімічні технології тугоплавких неметалевих і силікатних матеріалів» усіх форм навчання / Уклад.: Щукіна Л. П., Соболь Ю. О., Рищенко М. І., Федоренко О. Ю., Цапко Н. С.– Х. : НТУ «ХПІ», 2015. – 56 с.

 

 

Укладачі: Л. П. Щукіна,

Ю. О. Соболь,

О. Ю. Федоренко,

М. І. Рищенко,

Н. С. Цапко

 

Рецензент Г. М. Шабанова

 

Кафедра технології кераміки, вогнетривів, скла та емалей

 


 

 

ВСТУП

 

Визначення якості глинистих сировинних матеріалів, керамічних пластичних мас стосовно їх формувальних властивостей, поліпшення технологічних показників та знаходження оптимальних режимів роботи устаткування є необхідними для одержання високоякісної продукції, що відповідатиме діючим стандартам.

Оптимізацію формувальних властивостей керамічних мас проводять з використанням методу структурно-механічного аналізу. Цей метод дозволяє визначити характеристики маси з точки зору її відношення до обробки та формування, а також регулювати її формувальні властивості для отримання відповідної продукції.

Для кількісної характеристики структурно-механічних властивостей формувальних систем використовують різні критерії, які поділяються на дві основні групи – деформаційні критерії та критерії міцності. До останніх відноситься така важлива характеристика пластичних формувальних систем, як пластична міцність.

Методичні вказівки «Визначення деформаційних характеристик глинистої сировини та оптимізація структурно-механічних властивостей керамічних мас» планується використовувати у лабораторному практикумі при вивченні дисципліни «Основи наукових досліджень і технічної творчості», а також при виконанні студентами науково-дослідних та дипломних робіт.

МЕТА ТА ЗАВДАННЯ ВИКОНАННЯ РОБОТИ

Метою роботи є оволодіння методами визначення формувальних властивостей керамічних мас та засвоєння способів їх регулювання.

Основні завдання роботи: приготувати керамічні маси з різною вологістю за наданою рецептурою; визначити оптимальну формувальну вологість мас, установити їх структурно-механічні властивості та дослідити залежність основних деформаційних характеристик від шихтового складу.

ЗАГАЛЬНІ ТЕОРЕТИЧНІ ПОЛОЖЕННЯ

Дисперсні системи відрізняються здатністю утворювати суцільні структури і за своїми фізичними властивостями займають проміжне місце між рідкими та твердими тілами, наближаючись до тих чи інших, залежно від ступеня розвиненості та міцності структурної сітки. Наявність структури надає дисперсній системі низку своєрідних механічних властивостей – пружності, міцності, пластичності, в’язкості. Ці властивості залежать від хімічної природи речовин, що утворюють дану систему, та визначаються молекулярними силами зчеплення між поверхнями часток у окремих точках – центрах найбільшої ліофобності, взаємодією їх з дисперсійним середовищем, прошарки якого при дуже малій товщині можуть самі надавати системі твердоподібних властивостей, а також ступенем розвинення структури за всім об’ємом системи. Для структурованих колоїдно-дисперсних систем характерні явища релаксації, пружної післядії та тиксотропії [1].

Релаксація, тобто процес спадання напружень, полягає у поступовому переході пружних деформацій у пластичні. Пружна післядія проявляється у тому, що пружна деформація виникає не вся одразу і лише з часом досягає свого кінцевого значення. Тиксотропія – здатність колоїдно-дисперсних систем відновлюватися у часі після зняття попереднього механічного руйнування.

Відповідно до основних положень фізико-хімічної механіки дисперсних систем глина являє собою гідрофільну структуровану дисперсну систему «глина – вода – повітря» зі значним вмістом колоїдних фракцій. Ця система є гранично концентрованою, стабілізованою суспензією [2].

Процес оброблення пластичних керамічних мас у загальному випадку включає руйнування початкової структури природної глини через її подрібнення, складання нової дисперсної системи маси шляхом додавання до подрібненої глини води (та інших компонентів) і організацію в масі нової структури за рахунок спільного змішування компонентів, переминання та вакуумування маси. У більшості випадків процес обробки мас протікає в умовах такої кількості води, яка є недостатньою для повного розвитку сольватних оболонок і заповнення капілярів, тобто у стані граничної концентрації суспензії. Недостатня кількість води, значний розвиток молекулярних сил зчеплення, слабке розвинення сольватних оболонок та їх особливі властивості ускладнюють рівномірне розподілення дисперсійного середовища за всім об’ємом системи та усереднення її структурно-механічних властивостей. Перемішування та переминання маси в процесі її оброблення тиксотропно знижують структурно-механічні показники системи, сприяючи рівномірному розподіленню в ній вологи та загальній гомогенізації системи. Таким чином, процес обробки пластичних керамічних мас являє собою утворення нової дисперсної системи і супроводжується зміною її механічних властивостей та поліпшенням однорідності. Саме ці величини – структурно-механічні властивості та однорідність складу – визначають так звані формувальні властивості мас.

Структурно-механічні властивості пластичних мас можна характе-ризувати не тільки числом пластичності, але й низкою інших показників, вивчати які дозволяють методи реології – науки про деформацію та текучість в’язких і пластичних тіл під дією механічних напруг. В основі кількісної оцінки структурно-механічних властивостей формувальних мас лежать теоретичні основи самостійного розділу колоїдної хімії, що називається фізико-хімічною механікою. Основні положення фізико-хімічної механіки дисперсних систем розроблені академіком П. О. Ребіндером та його школою [3].

Деякі структурно-механічні характеристики, що дозволяють оцінити керамічні маси з точки зору пластичності та здатності до пластичного формування, визначають на пластометрах різних конструкцій [4, 5]. Пластична міцність або механічна міцність структури є граничною напругою зсуву, яку може витримувати пластична маса при статичному навантаженні. Загально відомі такі прилади та методи вимірювання пружно-еластичних і пластичних властивостей мас:

· конічний пластометр конструкції П. О. Ребіндера, принцип дії якого засновано на вимірюванні глибини занурення конуса у керамічну масу під дією фіксованого зовнішнього навантаження (рис. 1.1, а);

· пенетрометричний метод, що базується на вдавлюванні у дослідну систему штампу постійного перерізу при відомому навантаженні (рис. 1.1, б);

· пластометр з паралельно-зсувною пластиною конструкції Д. М. Толстого, в якому розвиваються однорідні деформації зсуву під дією тангенціального навантаження, дає змогу обчислити константи деформації маси (рис. 1.1, в);

· пластометр з паралельними пластинами, з використанням якого методика визначення пластичних властивостей мас полягає у стисканні циліндричного зразка між паралельними пластинами під фіксованим навантаженням (рис. 1.1, г).

а б в

г

Рисунок 1.1 – Схеми принципу дії пластометрів

 

Найпоширенішим з них є метод визначення пластичної міцності мас з використанням конічного пластометра П. О. Ребіндера.

 

Лабораторна робота 1

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.