ΣΥΝΤΟΜΗ ΠΕΡΙΛΗΨΗ
Ένα κρίσιμο διεργασιακό στάδιο της βιομηχανίας παραγωγής λειτουργικών, τεχνικών ή δομικών κεραμικών προϊόντων είναι αυτό της μορφοποίησης η οποία στην πλειοψηφία των περιπτώσεων λαμβάνει χώρα με συμπίεση της κεραμικής κόνης σε μήτρες του απαιτούμενου γεωμετρικού σχήματος και μεγέθους. Μη ικανοποιητική εκτέλεση της διεργασίας της συμπίεσης είναι δυνατόν να οδηγήσει σε δημιουργία μικροθραυσμάτων κατά την απελευθέρωση του δείγματος, σε μεγάλες διαφορές πυκνότητας στο εσωτερικό των συμπιεσμένων δειγμάτων και κατά συνέπεια σε φαινόμενα διαφορικής πυροσσυσωμάτωσης κατά την διεργασία της έψησης που συνήθως ακολουθεί τη συμπίεση και τα οποία εκδηλώνονται είτε με την εμφάνιση ρωγμών είτε με την καταστροφή της μικροδομής και των ιδιοτήτων που ελέγχονται από αυτήν. Επί πρόσθετα, η μη ικανοποιητική συμπίεση επιφέρει εσπευσμένη φθορά των υλικών της μήτρας γεγονός που συνεπάγεται υψηλό κόστος συντήρησης του εξοπλισμού συμπίεσης.
Οι παράμετροι που προσδιορίζουν την συμπεριφορά μιας κόνης κατά την συμπίεση δεν είναι επακριβώς γνωστοί. Εκτός από τις βασικές μορφολογικές ιδιότητες των σωματιδίων, σχετίζονται και με την κατανομή και ιδιότητες του πλαστικοποιητή η οποίες εν συνεχεία εξαρτώνται τόσο από τις χημικές συνθήκες εισαγωγής του όσο και από τις συνθήκες ξήρανσης.
Σε επίπεδο βιομηχανικής παραγωγής είναι ιδιαίτερα επιθυμητή, αφ?ενός η εκ των προτέρων εκτίμηση της συμπεριφοράς μιας κόνης κατά την συμπίεση αφ?ετέρου ο εντοπισμός των κύριων παραμέτρων που την επηρεάζουν και που αποτελούν τη βάση για την ανάπτυξη διορθωτικών παρεμβάσεων.
Σε αυτήν την εργασία μελετήθηκε ο ορισμός και η ανάπτυξη ποσοτικών παραμέτρων που καθορίζουν την «ποιότητα συμπίεσης» μιας κεραμικής κόνης καθώς και οι κύριοι παράμετροι που τις επηρεάζουν. Τα πειράματα διεξήχθησαν με κεραμικές κόνεις φερριτών μαγγανίου-ψευδαργύρου που παρήχθησαν μέσω ξήρανσης δια ψεκασμού (spray drying) θεωρείται όμως ότι τα αποτελέσματα της εργασίας έχουν γενικότερη ισχύ και δεν εξαρτώνται ιδιαίτερα από τη χημική σύσταση.
Η συμπεριφορά μιας κόνης κατά τη συμπίεση μπορεί να περιγραφεί ικανοποιητικά από τρεις παραμέτρους:
(Ι) τον συντελεστή τριβής (η) μεταξύ της κόνης και του τοιχώματος της μήτρας συμπίεσης ο οποίος δίνεται από τη σχέση:
Pb/Pt = η^(SH/4F) (1)
όπου Pt είναι η πίεση που εφαρμόζεται στο άνω έμβολο, Pb είναι η πίεση που μεταφέρεται στο κάτω έμβολο, S είναι η περίμετρος της επιφάνειας συμπίεσης, Η το ύψος του συμπιεσμένου δείγματος και F το εμβαδόν της επιφάνειας συμπίεσης.
(ΙΙ) τον συντελεστή συνεκτικότητας C που ορίζεται ως ο λόγος της αξονικής αντοχής σε θραύση του δείγματος (Wax) προς την πτώση πίεσης εντός του δείγματος κατά τη μέγιστη συμπίεση (Pf,max).
C=Wax/Pf,max (2)
(III) την κατανομή της πυκνότητας στο εσωτερικό του συμπιεσμένου δείγματος ή ακριβέστερα η κλίση του προφίλ πυκνότητας κατά μήκος του άξονα συμπίεσης.
Όπως διαπιστώθηκε από σειρά μετρήσεων η παράμετρος (Ι) σχετίζεται με την συχνότητα φθοράς των εξαρτημάτων του εξοπλισμού συμπίεσης και πρέπει να παίρνει τιμές μεγαλύτερες του 0.7, η παράμετρος (ΙΙ) σχετίζεται με την εμφάνιση θραυσμάτων κατά την απελευθέρωση και πρέπει να έχει τιμές μεγαλύτερες του 0,8 και τέλος η παράμετρος (ΙΙΙ) σχετίζεται με την πιθανότητα ανάπτυξης διαφορικής πυροσυσσωμάτωσης και η κλίση του προφίλ πυκνότητας δεν πρέπει να είναι μικρότερη των 6 cm3 g-1.
H μελέτη βασικών διεργασιακών παραγόντων όπως του μεγέθους των συσσωματωμάτων, της περιεκτικότητας της σκόνης σε πλαστικοποιητή, της προσθήκης υγρασίας ή λιπαντικών μέσων και της θερμοκρασίας συμπίεσης στις τρεις προαναφερόμενες παραμέτρους αποτέλεσαν επίσης αντικείμενο αυτής της εργασίας.
Λέξεις Κλειδιά
κεραμική κόνη, Συμπίεση, φερρίτες Mn-Zn, κεραμική κόνη, Συμπίεση, φερρίτες Mn-Zn, Συμπίεση, κεραμική κόνη, φερρίτες Mn-Zn
|
