СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА
101
Дисперсный материал
в суспензии это основной материал, частицы которого
в процессе электрофореза группируются и уплотняются на поверхности модели
или стержневого ящика, формируя тем самым оболочку.
В качестве дисперсного материала электрофоретических суспензий
используют кварц, корунд, шамот и другие огнеупорные материалы. Очень важно,
с целью получения оболочек с высокой плотностью, использовать
разнофракционную смесь дисперсных частиц. В практике получения любых
керамических изделий зерновой состав исходных материалов представлен не
менее чем двумя фракциями (крупной и мелкой). Это связано с тем, что зерна
одной фракции не дают плотной упаковки и, как следствие, происходит появление
трещин в наиболее напряженных местах оболочки, вызванное повышенными
объемными изменениями в процессе сушки и обжиге.
Оптимальная структура оболочки, получаемой методом электрофореза, это
когда зерна крупной фракции образуют «скелет» оболочки, а пустоты между ними
заполняются мелкой фракцией. В случае превышения количества мелкой фракции
над оптимальным значением, «скелет» крупной фракции раздвигается и,
соответственно, прочностные свойства оболочки снижаются. А если ее количество
меньше оптимального, то пустоты скелета остаются незаполненными, что так же
приводит к снижению прочности. Лишь строго определенное количественное
соотношение двух фракций зернового наполнителя дает наибольший эффект
уплотнения, приводящий к минимальным объемным изменениям при
последующих технологических операциях. Оптимальное соотношение фракций
огнеупорного наполнителя соответствует относительному объему пустот,
образуемых более крупной фракцией. Теоретические расчеты, подтвержденные
экспериментально, показывают, что при достаточном разрыве в размерах зерна
соотношение должно быть примерно 70:30 (70 % крупной фракции и 30 % мелкой
фракции). Соотношение размеров зерен при этом должно быть не менее чем 1:10.
На рис. 2.5 представлена микроструктура однослойной оболочки,
полученной методом электрофореза из суспензии с соотношением
крупнозернистого песка и мелкозернистого в указанном соотношении. Видно, что
крупнозернистый песок плотно упакован, а поровое пространство между
крупными зернами плотно заполнено мелкозернистым песком.
Дисперсионной средой
в суспензиях чаще всего выступает обычная вода,
однако, возможно использование в качестве дисперсионной среды некоторых
органических растворителей.
Вода в форетических суспензиях содержится в количестве 13…20 %.
