При всяком внешнем воздействии на систему, находящуюся в состояние химического равновесия, в ней протекают процессы, приводящие к уменьшению этого процесса.
Если в системе возможен массо- и теплообмен между всеми ее составными частями, то такая система называется термодинамической.
Если между системой и окружающей средой отсутствует массо- и теплообмен, то такая система называется изолированной.
Если отсутствует массообмен, но возможен теплообмен, то система называется закрытой. Если же между системой и окружающей средой возможен и массо-, и теплообмен, то система открытая.
|
1) взаимопревращение и трансформация структур
2) каждый тип структуры характеризуется определенным уровнем и интервалом Кт
3) переход одной структуры в другую, сопровождается протеканием определенных физ. - хим. процессов
4) содержание твердой фазы будет постоянно присутствовать в системе независимо от содержания газообразной и жидкой фазы
5) тех процесс получения материалов на основе дисперсных систем складывается из 4х стадий
1-2 Глина - Н2О (Т+Ж+Г) сушка
2-1 Глина - Н2О (Т+Ж+Г) увлажнение
2-3 Глина (Т+Г) спекание, обжиг
3-2 Термическое разложение СаСО3 нагрев
3-1 Керам. пар. шликер нагрев
1-3 Цемент - Н2О
Гипс - Н2О охлаждение
Кт – содержание твердой фазы.
25. Приготовление дисперсной системы( измельчение) Основные опреации первой технологической стадии: Дробление Помол Дозирование компонентов СмешениеУвлажнение Измельчение- процесс разрушения твердых тел, под действием внешних сил. Разрушение пород происходит по ослабленным сечениям, трещинам и дефектам, после перехода за предел прочности. Измельчение подразделяют на дробление и помол. Типы измельчения материалов: Сжатие (раздавливание) Изгиб Раскол (срез) Удар Истирание (сдвиг) Комбинирование различных способов Дробление осуществляется с помощью дробилок: Щековая + Большая производительность; Простота конструкции; Невысокая стоимость; Простота в обслуживании - Большое содержание зерен пластичной формы; Низкая степень измельчения Конусная + По сравнению с щековой дробилкой более высокая производительность; Меньше расход энергии на дробление; Отсутствие холостого хода, можно включать под завалом. – Сложность конструкции; Более дорогой ремонт. Ударного типа -- Быстрый износ молотков; Возможность аварии; Высокая квалификация персонала; Помол осуществляется при помощи шаровой мельница | 26. Придание формы дисперсных систем. Полусухое прессование. Операция формирования предназначена для придания заготовкам из порошковой формы, размеров и механич.прочности, необходимых для последующего изготовления изделий, обладающих комплексом заданных функционал и механич свойств. Общая плотность заготовок и характер распределения плотности по объему определяется рядом факторов:1.способ формования 2. прикладываемым давлением 3. средним размером зерен или частиц порошка 4. гранулометрическим составом материала 5. состоянием поверхности частиц 6. степенью искажения кристалич.решетки частиц порошка 7. состоянием поверхности стенок пресс-форм в случаи их использования. 8. наличие смазок при формовании в пресс-формах. Основные способы формования: полусухое прессование, изостатическое,вибрационное, взрывное, горячее,поризации дисперсных систем, гранулирование методом окатывания, шликерное литье,пластическое формование. Полусухое прессование.контрольные параметры: насыпная плотность,сыпучесть, влажность. Формы: разъемные и неразъемные. 1.прессование с одним пуансоном 2. с двумя пуансонами 3.прессование с автоматическим заполнением пресс-форм и выталкиванием готовой прессовки Основное уравнение прессования(приведенный закон гука).Частицы порошков при прессовании взаимодействуют между собой различным образом. 1.контакт без деформации 2,пластическая деформация 3.скольжение 4.отталкивание 5.разрушение (хрупкая деформация) Чем выше влажность тем тем меньше давление. |
27. придание формы дисперсным системам. Изостатическое прессование. Изостатическое прессование- прессование в эластичной оболочки под действием всестороннего сжатия. Если среда жидкая то это гидростатическое прессование.Если газ- газостатическое. При гидростатическом прессовании порошок засыпают в резиновую оболочку и за тем помещают её после вакумирования и герметизации в сосуд, в котором поднимают давление до требуемой велечины.( можно получить цилиндры,шары, трубы) Достоинства метода: равномерность распределения давления и плотности заготовки за счет всестороннего сжатия.Отсутствие потерь на трение и необходимости пластификатора.Произвольное соотношение высоты и поперечного сечения заготовок. Недостатки: недостаточно высокая производительность оборудования. неточность размеров получаемых заготовок, шероховатость их поверхностей, высокая стоимость А- оболочка, Б- заготовка, В- рабочая жидкость | 28. Придание формы дисперсной системы. Вибрационное прессование. Вибрационное воздействие на формующую матрицу позволяет регулировать реологические свойства, главным образом уменьшать эффективную вязкость и соответствовать коэффициенту внешнего трения формуемых продуктов, что способствует равномерному распределению продукта в форме, снижению давления в зоне формования для получения заданной плотности. 1-форма,2-уплотнен.порошок, 3- пригруз, 4- электродвигатель, 5- пружины, 6- жесткое основание. |
29. Придание формы дисперсной системы. Высокоскоростные методы прессования. Взрывное прессование порошковых материалов позволяющее за счет создания в зоне уплотнения высоких давлений от 10 до 50 ГПа, получать высокоплотное (95-98% плотности) порошковые заготовки, обладающие высокими значениями механ. прочности и малой величиной усадки при спекании. Динамическое прессование-процесс прессования с использованием импульсных нагрузок. Отличительной чертой процесса является скорость приложения нагрузки. Источники энергии: взрыв заряда взрывчатого вещества, энергия электрического разряда в жидкости, сжатый газ. Уплотние порошка происходит в первые 3-30 сек. Наиболее эффективно использование непластичных и хрупких материалов. Пример: оксид AL2O3- Кт= 0,95 SiC- Кт= 0,97 MgO- Кт = 0,96 1-каркас, 2-взрывное вещество, 3- стальная трубка, 4- уплотняемый порошок, 5-стальные пробки, 6- детонатор. | 31. Придание формы дисперсной системы. Шликерное литье. 1.нетермопластичное( тв фаза и жидкая фаза- органические растворители: вода,спирт) Приготовление раздельное и совместное. Ж ф – дистиллированная вода,конденсант. Тв ф- измельчается + ПАВ 0,05% от массы сух вещества( трубы, сосуды и т.д.) 2.Термопластичное . раздельное приготовление. Жид ф = термопластич(80 С). Вводится тв ф : мелкозерн, крупнозерн(150 С) 3. Шликеры на основе каучука. Метод формования: сливное, наливное, стержневое. Формы: гипс, нержавеющая сталь, спекание стеклянного порошка. T=1-60 мин ( в зависимости от толщины стенок изделия) Формирование изделия после заливки формы заключается в направленном осаждении твердых частиц на стенках формы под действием направленных к ним потоком взвеси(порошок в жидкости) Требования к шликеру: должен иметь низкую вязкость для обеспечения хорошей текучести наливных изделий. Давать высокое качество сливных и наливных изделий Иметь низкую скорость оседания. Обеспечивать возможность быстрого освобождения изделий из формы. Обеспечивать низкую усадку изделий при сушке и высокую прочность в высушенном состоянии. Иметь удовлетворительную скорость набора черепка. Должен быть свободен от пены, газовых пузырьков и т.д. |
30. Придание формы дисперсным системам. Пластическое формование.( на примере керам. кирпича) Керамический кирпич получают из массы с высоким содержанием влаги, выдавливанием в виде непрерывного бруса, нарезаемого на кирпичи перед обжигом кирпич сушат, при этом размеры уменьшаются на 5-10% два вида кирпича: -полнотелый, кол-во пустот не более 12% (основания зданий, несущих конструкций и стен) -пустотелый, где кол-во пустот 25-45% формирование пустот преследует несколько целей:(повышение эксплуатационных свойств (меньше масса кирпича, меньше теплоизоляция, внешний вид)- технологические свойства) -ускорение процесса сушки -меньше напряжения от усадки во время сушки -равномерность распределения температуры по всему объему -расход топлива Сырье: глина и суглинки Al2O, CaCO3, MgCO3 добавки до 30% отходы: углеобогащение | Подготовка сырьевых материалов состоит из разрушения природной структуры глины, удаления или измельчения крупных включений, смешения глины с добавками и увлажнения до удобноформуемой глиняной массы Процесс сушки представляет собой комплекс явлений связанных с тепло и массообменом между материалом и окружающей средой в результате происходит перемещение из внутренней части изделия на поверхность и ее испарение Одновременно с удалением влаги частицы материала сужаются и происходит усадка Обжиг - завершающая стадия тех процесса; в первый период происходит досушивание а далее спекание t=900-1100. В результате обжига изделие приобретает новую структуру, характеризуется камневидным состоянием, высокой водостойкостью, прочностью и др свойствами Основные принципы управления процессом пластического формования керам. масс: 1.Закон постоянства объемного фазового состава дисперсных систем 2. Принципы технологического соответствия- скорость деформации материала при его уплотнении должна соответствовать определенной скорости фильтрации газовой или жидкой фаз через структуру материала. 3.На четком представлении о строении, составе и свойствах формовочной массы. На использовании принципиально новых методик определения формовочных свойств |
32. Придание формы дисперсной системы. Горячее прессование. Процесс горячего прессования выполняется в следующей последовательности: 1.Порошок в пресс-форме предварительно уплотняется , а затем t порошка с пресс-формой поднимается до некоторой t = T, которая ниже t спекания. 2.Увеличение давления до нужной для окончательного прессования величины. 3.Увеличение t до t спекания и выдержка при этой t и давлении 4. Снятие давления, охлаждение и съем изделия Этим способом получают изделия простой формы, из которых путем механ.обработки (сверление, шлифование) получают изделие более сложной формы. Пресс- формы – условия тяжелые, необходимо чтобы она была огнеустойчивой. Горячее прессование применяют для изготовления беспористых изделий, с размером зерен 0,1 МК, с повышенной прочностью и плотностью. Недостатки: одновременный пережог и перепрессовка, приваривание к пересс-форме. Для предупреждения брака следует строго соблюдать t-ый и механический режим процесса и правильно выбирать материал пресс-формы. | 33. Свойства глины.- широко распространенная горная порода 1.Пластичность- при взаимодействии с водой становится пластичным тестом. 2. Вязкость- это способность глины при смешении с водой образовывать пластичное, вязкое тесто(форма при высыхании сохраняется). 3. Дисперсность- размер частиц. 4. Усушка( уменьшение объема), при высокой температуре структура начинается меняться. 5. Огневая усадка 6. Спекаемость |
34. Структура технологии керамического кирпича Керамический кирпич получают из массы с высоким содержанием влаги, выдавливанием в виде непрерывного бруса, нарезаемого на кирпичи перед обжигом кирпич сушат, при этом размеры уменьшаются на 5-10% два вида кирпича: -полнотелый, кол-во пустот не более 12% (основания зданий, несущих конструкций и стен) -пустотелый, где кол-во пустот 25-45% Формирование пустот преследует несколько целей: повышение эксплуатационных свойств (меньше масса кирпича, меньше теплоизоляция, внешний вид) и технологические свойства -ускорение процесса сушки -меньше напряжения от усадки во время сушки -равномерность распределения температуры по всему объему -расход топлива Сырье: глина добавки до 30% отходы: углеобогащение Подготовка сырьевых материалов состоит из разрушения природной структуры глины, удаления или измельчения крупных включений, смешения глины с добавками и увлажнения до удобноформуемой глиняной массы Процесс сушки , в результате которого происходит перемещение из внутренней части изделия на поверхность и ее испарение Одновременно с удалением влаги частицы материала сужаются и происходит усадка Обжиг - завершающая стадия тех процесса; в первый период происходит досушивание а далее спекание t=900-1100 В результате обжига изделие приобретает новую структуру, характеризуется камневидным состоянием, высокой водостойкостью, прочностью и др свойствами | 35. структура технологии газобетона- метод поризации ячеистый бетон (газобетон) - искусственный камневидный пористый материал с равномерно разделенной мелкодисперсной ячеистой структурой свойства: -экологические качества (теплоизоляция, прочное строение, не впитывает влагу - бетон "дышит") – пожаробезопасность – звукоизоляция – влагонипроницаемость – обрабатываемость - экономичность (высокое кач-во, низкая цена) Сырьевые мат-лы: -вяжущее –газообразователь –заполнитель –вода -добавки Технология: 1)подготовка дисперсной системы 2)придание формы (метод поризации) пористость 68-79% 3)переход из коагуляционной в конденсационную форму (удаление воды) 4)переход конденсационной в кристаллическую структуру Готовим сырьевые материалы,дозирование,смешиваем, добавляем газо-пенообразователь,заливка формы, форма предварительно нагревается до 48 град, происходит твердение,расформовка, горка срезается. Отправляется на склад. Формиров пористой структуры-выделение определ объема газа, образующийся на поверх равномер распредел микро частиц при газообразовании. 3 стадии: зарождение газов пузырьков, увелич их объема, стабилизация размеров и локализ газов пузырьков-пор. |
36. структура технологии пеностекла пеностекло - теплоизоляционный материал из стекла с равномерно распределенными ячеистыми воздушными порами свойства:- пористость 80-95%, маленькая прочность, теплопроводность, не гигроскопично (не разрушается под действием воды), теплоустойчивость (может выдержать до 1000 С), морозостойкость 50 циклов сырье: отходы стекольного производства и бой стекла технология: спекание стекольных смесей происходит в туннельных печах при температуре 850-950 С при этом происходит размягчение отдельных частиц стекла, разложение газообразователя, скучиванье массы и закрепление ячеистой структуры температура стойкости зависит от состава и достигает 1000 град. | 37. структура технологии силикатного кирпичаКирпич силикатный представляет собой искусственный безобжиговый стеновой строительный материал, изготовленный способом прессования увлажненной смеси (песок 70% + известь 30%) с последующим твердением под действием насыщенного пара в автоклаве.(В автоклавном отделении происходит процесса запаривания кирпича по заданному технологическому режиму для ускорения физико-химических процессов твердения силикатного кирпича) свойства: Экологичность ,Звукоизоляция По сравнению с керамическим, силикатный кирпич обладает большей плотностью. -Высокая морозостойкость и прочность - Экономичность. Недостаток: поскольку силикатный кирпич обладает низкой огнеупорностью, его нецелесообразно использовать для кладки каминов и печей. Спрос меньше чем у керам кирпичей. Тепло не удерживает, но прочный,не влагоустойчив, строят гаражи.сырье песок.технология дорогая,энергозатраты большие |