Спекание изделий

Для ряда изделий из вяжущих веществ (например, керамических) завершающей стадией технологического процесса является обжиг. В обжиге окончательно формируются основные свойства материалов, протекают сложные физико-химические процессы, которые приводят к спеканию

исходных компонентов. В процессе спекания сырец превращается из конгломерата слабосвязанных частиц в единое целое.

Основным признаком спекания является повышение плотности и механической прочности материала в обжиге. Выделяют 4 стадии обжига.

На первой стадии происходит термическое расширение изделия. Пористость и плотность изделия остаются практически без изменений.

На второй стадии протекает процесс спекания, который сопровождается с ростом температуры изменением пористости, плотности и линейной усадки изделий.

На третьей стадии изменение названных параметров достигает максимальных значений. Этот интервал температур называют интервалом спёкшегося состояния.

На четвёртой стадии происходит увеличение пористости и снижение плотности изделий за счёт образования закрытой пористости. В этом интервале наблюдается «пережог» материала, сопровождающийся вспучиванием и короблением изделия.

Температура обжига для каждого материала различна, так же как и интервалы соответствующих участков.

По характеру процессов, протекающих при обжиге, различают:

- спекание при отсутствии жидкой фазы;

- жидкофазовое спекание.

Жидкофазовое спекание является наиболее распространённым. Жидкая фаза образуется за счёт легкоплавких примесей или специально вводимых в небольшом количестве (2-5%) добавок. Жидкая фаза при высоких температурах смачивает зёрна материала и стягивает их капиллярными силами. При большом содержании расплава он занимает поры. Этот процесс может сопровождаться деформацией изделия. Свойства образующегося расплава (вязкость, поверхностное натяжение и другие) и температура обжига влияют на процесс спекания.

- 6/6 - Вяжущие в-ва

При отсутствии расплава при высоких температурах происходит твёрдофазовое спекание за счёт:

- пластической деформации частиц;

- испарения вещества и его конденсации на внутренней поверхности материала;

- диффузного перемещения вещества в твёрдых телах.

Лекция 7 Вяжущие вещества