Покрытия для замедления скорости формования керамических изделий способом шликерного литья

Библиографический список

1. Белов С.В. Пористые проницаемые материалы: Справочник / Под ред. С.В. Белова. - М.: Металлургия, 1987. - 337 с.

2. Анциферов В.Н. Высокопористые проницаемые материалы на основе алюмосиликатов / В.Н. Анциферов, С.Е. Порозова - Пермь: Изд-во Перм. гос. тех. ун-та, 1996. - 207 с.

3. Блочные высокопористые ячеистые катализаторы и их применение / И.А. Козлов, В.Н. Грунский, А.И. Козлов, А.В. Беспалов // Химическая технология: сб. тезисов докладов международной конференции по химической технологии ХТ-07 - М.: ЛЕНАНД, 2007. - Т. 3. - С. 391-392.

4. Козлов А.И., Лукин Е.С., Ходов Н.В. Способ изготовления высокопористых ячеистых керамических изделий // Патент России № 2294317. 2007. Бюл. №6.

5. Разработка высокопористого ячеистого носителя с регулируемой пористостью / И.А. Козлов, В.Н. Грунский, А.И. Козлов, Н.В. Ходов, А.В. Беспалов // Успехи в химии и химической технологии: сб. научных тр. -2006. - Т. ХХ, №2. - С. 16-18.

УДК 666.3.032.4

М. О. Сенина, А. И. Захаров

Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, Москва, Россия

ПОКРЫТИЯ ДЛЯ ЗАМЕДЛЕНИЯ СКОРОСТИ ФОРМОВАНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ СПОСОБОМ ШЛИКЕРНОГО ЛИТЬЯ

Исследовалась пористость полимерных плёнкообразующих материалов на гипсовой форме, скорость всасывания воды через полимерные плёнки на гипсовой подложке. Толщина слоя шликера на гипсовой форме зависит от полимерной пленки.

Porosity of the film-forming polymeric material on plaster form, the rate of absorption of water through the polymer film on the gypsum substrate were investigated. The thickness of layer of slurry on the gypsum form depend on polymer film.

Шликерное литье в пористые формы является распространенным способом формования, позволяющим получать однородные полуфабрикаты сложной формы. Недостатками способа являются большие усадки, которые могут приводить к образованию трещин [1]. На образование трещин влияет возникновение текстуры возле поверхности формы, связанное с высокой скоростью набора. Уменьшение скорости набора массы на поверхность пористой гипсовой формы может позволить повысить однородность полуфабриката и избежать трещин.

Целью исследования был подбор полимерного покрытия гипсовой формы и исследование его проницаемости. Для проведения исследования была изготовлена установка (рис.1), включающая в себя пластиковый сосуд для шликера, в который помещали пропеллерную мешалку, и специально изготовленный гипсовый цилиндр, способный вращаться вокруг своей оси, расположенный параллельно поверхности шликера.

Цилиндр изготавливали из формовочного высокопрочного гипса, используемого при производстве форм для шликерного литья полуфабрикатов для получения керамических изделий.

Мешалка была предназначена для поддержания шликера во взвешан-ном состоянии, но выключалась во время вращения гипсового цилиндра. Уровень шликера в сосуде регулировали таким образом, чтобы обеспечить касание зеркала шликера поверхностью цилиндра практически в одной точке. Вращение цилиндра проводили со скоростью 0,5 об/мин. При этом на поверхности цилиндра набирали минимально возможный слой массы.

Рис.1. Схема установки для набора слоя шликера

На поверхность гипсового цилиндра наносили тонкие слои покрытия их следующих полимерных материалов: раствора карбометилцеллюлозы КМЦ (8 %), водоразбавляемой эмульсии силанов и силоксанов (СС), дисперсии акрила (АД). Последние два материала выпускаются под маркой SILRES BS 1001 и используются для гидрофобизации поверхностей неорганических материалов. Выбор материалов для покрытий обосновывался их применением для модификации неорганических материалов с достаточно высокой степенью гидрофильности.

Предварительно изучали устойчивость покрытий на гипсовой подложке после сушки при температуре 65-70 0С. Было установлено, что высушенные покрытия не взаимодействуют с водой.

Первым этапом исследования было изучение характеристик покрытия двумя способами: пористость поверхности покрытия изучали под бинокулярной лупой под увеличением до 140 раз, всасываемость покрытия определяли капиллярным методом.

Было установлено, что пленки КМЦ и СС образуют покрытия с достаточной пористостью более видимой (с большими размерами пор) по сравнению с гипсом без покрытия. Пленка АД полностью закрывает поры гипса, образуя блестящее покрытие без видимой пористости. Распределение пор по поверхности образца равномерное.

Способность покрытия к всасыванию изучали, используя разработанную ранее методику [2], заключающуюся в определении зависимости количества всасываемой жидкости из капилляра, подведенного к поверхности образца, от времени. Использование данной методики позволяет оценить уровень открытой пористости (водопоглощения) по углу наклона прямолинейного участка зависимости всасываемого объема жидкости от корня квадрат-

1/2

ного времени всасывания (т ). Измерение не зависит от формы образца и определяется уровнем отрытой пористости на его локальном участке.

Скорость всасывания воды изображена на рис.2. Из рис.2 видно, что по скорости всасывания покрытие КМЦ не уступает гипсу без покрытия. Вероятно, количество и размер образуемых на поверхности гипса пор обеспечивает быструю диффузию воды. Через покрытие СС вода всасывается заметно медленнее, несмотря на то, что размеры образуемых покрытием пор превосходили открытые поры гипсовой формы. Исходя из этого

можно сделать вывод, что регулируя толщину такого покрытия можно регулировать скорость всасывания воды и, соответственно, скорость набора массы и толщину набранного слоя.

ч-

*—

/

ь ьез мокры 1 ии

1 V 1 ЮКрЬМ 1ЛС Г\|У| Ц П^ь- Ч 1 ГС

Пок ры 1 ие АД

-м и у Л

я

"Л. с

5 10 15 20

Рис.2. График скорости всасывания воды в гипс

На участке гипса, покрытом пленкой полимера АД скорость всасывания чрезвычайно мала. Вероятно, данное покрытие на гипсе не обеспечивает степень всасывания достаточную для набора значительной толщины слоя массы при шликерном литье.

Следующим этапом работы было исследование покрытия из сани-тарно-технического фарфора, набранное на поверхности гипсового цилиндра при вращении его по поверхности щликера. Шликер готовили из готовой массы, размешивая в воде с помощью пропеллерной мешалки в течение длительного времени. После смешивание шликер процеживали через сито №02 и наливали в емкость изготовленной установки до необходимого уровня. Шликер поддерживали во взвешанном состоянии до момента установки гипсового цилиндра с покрытиями.

Минимально возможное время контакта со шликером определяло минимальную толщину набранного слоя, зависящую от адгезионных свойств и пористости покрытия.

Толщину слоя набранного материала определяли с помощью бинокулярной лупы МБС-2. Толщина измеренного слоя составила: на гипсе без покрытия - 140 мкм, с покрытием КМЦ - 112 мкм, с покрытием СС - 98 мкм, с покрытием АД - 42 мкм. Очевидно, что набор массы на практически

непроницаемое покрытие АД определяла адгезия и при большем времени выдержки формы с покрытием в шликере толщина набранного слоя не будет увеличиваться. Таким образом, можно сказать, что пленки КМЦ и СС обладают достаточными адгезионными свойствами, образуют на поверхности гипса пористое покрытие и могут быть использованы для снижения скорости набора массы при шликерном литье. Пленка АД не обладает требуемыми для этого способа свойствами. Наиболее перспективным для регулирования скорости набора массы представляется покрытие дисперсии акрила.

С покрытием, изготовленным из дисперсии акрила, была изготовлена бумажная форма трубки. Затем, способом шликерного литья из фарфоровой суспензии послойным формованием с помощью установки, схема которой изображена на рис.1, был получен полуфабрикат тонкостенной трубки. После первой стадии сушки полуфабрикат удалили и обожгли в печи с карбидкрем-ниевыми нагревателями, получив целый фарфоровый образец.

Библиографический список

1. А. Г. Добровольский. Шликерное литье. Изд. 2-е, перераб. и доп.. -М.: Металлургия, 1997. - 240 с.

2. А. И. Захаров, И. А. Карнаущенко Изучение однородности поверхности керамических полуфабрикатов и изделий методом капиллярного всасывания. // Стекло и керамика. - 2008. - №10. - С.37-40.

УДК 666.1.056

А.А. Степко

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия

КРЕМНЕЗЕМ-СОДЕРЖАЩЕЕ ПОКРЫТИЕ ПО ФЛОАТ-СТЕКЛУ С УГЛЕРОДНЫМИ НАНОТРУБКАМИ

Исследовалось покрытие по флоат-стеклу на основе SiO2 и углеродных нанотрубок. Была отработана методика нанесения покрытий. Были исследованы свойства покрытий с углеродными нанотрубками. Выявлены зависимости физических свойств от толщины покрытий.

The coating on float glass based on carbon nanotubes and SiO2 was investigated. Technique of