Технология получения композитов

Декабрь 17, 2011 в Композиционные строительные материалы

. контакты 8 929 943 69 68 http://vk.com/club23595476 .

Подготовительные работы. Подготовительные работы связаны с приданием сырьевым материалам технологичного состояния, удобного для прохождения его по последовательному циклу операций; с более полным раскрытием и увеличением потенциальной энергии сырья. При этом на последующих этапах технологического процесса эта энергия перейдет в кинетическую энергию или другие виды энергии, способствуя и участвуя в образовании новых соединений, формирующих структуру вещества.

Измельчение, помол, распушка и другие способы перевода сырья в тонкодисперсное состояние. В зависимости от размеров кусков исходного и измельченного материала различают следующие виды измельчения (табл. 10)

Таблица 10

Виды измельчений сырьевых материалов

Вид

измельчения

Средний размер кусков, мм

Степень

измельчения

до измельчения

после измельчения

Крупное

дробление

1500…300

300…100

2…6

Среднее

дробление

300…100

50…10

5…10

Мелкое

дробление

50..20

10…2

10…50

Тонкое

измельчение

10…2

2…75.10–3

50…100

Сверхтонкое

измельчение

2…75.10–3

75.10–3…1.10–4

> 100

Уменьшение размера частиц вызывается необходимостью обеспечения определенного соответствия между размерами частиц на стадии приготовления смеси; повышения плотности и однородности материала; увеличения удельной поверхности порошка.

Следует учитывать, что с уменьшением размера частиц вещества увеличивается удельная поверхность, что вызывает ускорение химических реакций. Однако существует предел, до которого не следует измельчать материал, т.к. может происходить самопроизвольное агрегирование (слипание) частиц с уменьшением удельной поверхности, увеличением комковатости и неоднородности.

Фракционирование, просев, промывка и другие методы очищения поверхности частиц и разделения их на отдельные группы (фракции) по гранулометрическому составу.

обогащение – повышение однородности сырья по составу, плотности, прочности или другим качественным показателям. Обогащение нередко совмещают с физико-химической обработкой материала для повышения активности поверхности частиц. В основе обогащения лежат физические законы (гравитация, сепарация, флотация и др.). Эффективность способа зависит от степени обогащения, количества (выхода) обогащенного продукта и его качества;

увлажнение или обезвоживание (сушка) сырья. Увлажнение необходимо для улучшения перемешивания массы. Сушка назначается с учетом особенностей исходного сырья как многокомпонентной системы, состоящей из вещества, влаги, воздуха и паров воды. Сушка необходима для дальнейшего структурообразования изделия, связанно с последующими технологическими операциями (обжиг, плавление) или физико-химическими процессами.

Нагревание, обжиг и охлаждение сырья. Данный процесс может проявляться в определенных случаях, о которых будет сказано позднее.

Перемещение сырья. Главным в этом процессе является сохранение приданных сырью необходимых свойств в процессе подготовки (влажности, температуры, чистоты состава и др.).

Хранение сырья. Способы хранения сырья должны обеспечивать ему сохранение всех его свойств.

Дозирование сырья. Дозирование сырья можно производить по массе и объему. Чаще дозирование проводят по массе, так как в некоторых технологических процессах применяемое сырье имеет естественную влажность, которую не всегда можно удалить (песок и щебень чаще всего хранят под открытым небом);

Перемешивание смеси. Наиболее распространено механическое перемешивание, производимое в 2 этапа: сухое смешение до получения однородной массы и смешение с жидкостью, участвующей в качестве компонента смеси. Применяется также перемешивание в 1 этап. В обоих случаях вначале происходит смачивание поверхности твердых частиц жидкой средой для снижения поверхностного натяжения и улучшения процесса перемешивания.

Свежеизготовленная смесь содержит вязкопластичную или легкоподвижную часть – связующее вещество, которое существенно влияет на удобоукладываемость и подвижность полученной смеси, предназначенной для формования изделий. Упомянутые свойства смеси характеризуют способность формоваться и относятся к структурно-механическим (реологическим) свойствам.

Формование. Формование сопряжено с плотной укладкой зернистых или другого вида компонентов смеси, и не только, а также с приданием определенных очертаний изделиям, что достигается с помощью машин. Уплотнение отформованных изделий приводит к дальнейшему сближению частиц, перераспределению и выравниванию молекулярного силового поля, контактированию частиц зерен заполнителя через прослойки вяжущего вещества. При недостаточном количестве вяжущего вещества прослойки могут оказаться дискретными (прерывистыми). Прерывистость увеличивает пористость. Для облегчения формования в смесь вводят некоторые добавки (пластификаторы, суперпластификаторы); применяются другие методы формования (горячее, «разжижение» под действием вибрации и др.).

Обработка изделий после формования. Создаются благоприятные условия для убыстрения протекания внутренних процессов, которые могут продолжаться еще и в эксплуатационный период работы конструкции или изделия. Отвердевание должно протекать при умеренной интенсивности процессов без микротрещинообразования, с наилучшим количественным соотношением фаз. Управление процессом отвердевания является одним из самых трудных и ответственных способов обеспечения качества продукции.

У безобжиговых конгломератов вяжущая часть обнаруживает признаки процесса отвердевания еще на стадии перемешивания смеси, когда возможно образование химических соединений или ассоциации молекул, сопутствующих структурообразованию и отвердеванию на последующих этапах технологии. Тепловая, тепло-влажностная, химическая, электрофизическая и другие процессы обработки позволяют ускорить процессы отвердевания.

У обжиговых конгломератов процесс отвердевания проходит в укороченный период времени, в основном при охлаждении изделий, отлитых или отформованных полностью или частично из расплава.

В результате отвердевания приобретается определенная структура, которая вместе с составом определяет качество изделий.

Хранение и использование. Здесь особенно важно, что при хранении и применении должны сохраняться все свойства, характерные для полученных материалов.

http://vk.com/club23595476
. контакты http://vk.com/club23595476 .