Изготовление фарфора

Саратовский государственный технический университет 

Кафедра “Электронного машиностроения” 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Реферат

На тему « Фарфор»  
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                                      Выполнил: студент

                                                                                       Группы   ЭМС- 22  МСФ

                                                                                      Савонин А.В. 
 

                                                                                     Проверила доцент кафедры

                                                                                    “ ЭМС“

                                                                                      Котина Н.М  
 
 
 

Саратов 2010

СОДЕРЖАНИЕ 

Введение                                                                                                           

1. Характеристика материала

1.2. Процесс производства. Подготовка сырьевых материалов                                                   

1.3. Формирование изделий                                                 

1.4. Сушка                      

1.5.  Обжиг                                                  

2. Основные свойства

2.1. Механические свойства                                                                 

2.2.Электрические  свойства                                                   

2.3 Эксплуатационные  свойства                                                                                               

3. Область применения в электротехнике

 

Цель работы: является изучение способы получения основных свойств и областей применения в электронной технике.  
 

Введение 

Фарфор - основной представитель тонкой керамики. Характерные  признаки фарфора - белый цвет с синеватым  оттенком, малая пористость и высокая  прочности, термическая и химическая стойкость и природная декоративность. Его особенности определяются химическим составом и строением черепка, которые  зависят от назначения изделия, условий  их эксплуатации и предъявляемых  к ним требований

Фарфор относится к типу диэлектриков. Обладает высокой механической прочностью, химической и термической стойкостью, электроизоляционными свойствами и применяется для изготовления высококачественной посуды, художественно-декоративных и санитарно-технических изделий, электро - и радиотехнических деталей, коррозионностойких аппаратов химической технологии, низкочастотных изоляторов и т. д.

Фарфор обычно получают высокотемпературным обжигом  тонкодисперсной смеси каолина, полевого шпата, кварца и пластичной глины (такой Фарфор называется полевошпатовым). Термин «фарфор» в англоязычной литературе часто применяется и к технической  керамике: цирконовый, глинозёмный, литиевый, борнокальциевый и др. фарфор, что  отражает высокую плотность соответствующего специального керамического материала.  

 

1. Характеристика  материала

Продукт неорганической химии, химические реакции закончились  при t 1300º С, поэтому с течением времени неизменными остаются физические и химические свойства материала.

Механическая  прочность остаётся неизменной весь срок эксплуатации.Солнечная радиация и ультрафиолетовое излучение не оказывает влияние на материал изолятора. Полная устойчивость ко всем химически агрессивным выбросам промышленных предприятий (за исключением плавиковой кислоты). Водопроницаемость нулевая (по ГОСТ 26093 фуксиновая проба под давлением — нулевая прокраска). Негорючий материал.

1.2 Процесс производства. Подготовка сырьевых материалов

Состав  керамической массы и метод ее подготовки определяют исходя из назначения из назначения изделия, его формы  и вида сырья. Цель подготовки сырья - разрушение природной структуры  материалов до мельчайших частиц для  получения однородной массы и  ускорения взаимодействия частиц в  процессе фарфорообразования. Ее проводят в основном пластическим способом, который обеспечивает получение  равномерной по составу массы.

Пластичные  материалы (глину, каолин) распускают в  воде в лопастных мешалках. Полученную массу в виде суспензии пропускают через сито (3600 - 4900 отверстий на 1 см2) и электромагнит для удаления крупных включений и железистых примесей.

Отощающие материалы и плавни сортируют, освобождают  от посторонних т вредных примесей. Кварц, полевой шпат, пегматит и другие компоненты подвергают обжигу при температуре 900-1000шС. При этом кварц претерпевает полиформные изменения, в результате которых растрескивается. Это, во-первых, облегчает помол, а во-вторых, позволяет  удалить куски, загрязненные железистыми  примесями, так как при обжиге кварц с примесями железистых соединений приобретает желто-коричневый цвет.

Каменистые  материалы, в том числе и фарфоровый бой, промывают, подвергают дроблению  и грубому помолу на бегунах, после  чего просеивают. Тонкий помол производят в шаровых мельницах с фарфоровыми  или уралитовыми шарами. Для интенсификации помола в мельницу вводят поверхностно-активную добавку - сульфитно-спиртовую барду (от 0,5 до 1%), которая, заполняя микротрещины, оказывает как бы расклинивающее действие. Помол ведут до остатка 1-2% на сите с 10 000 отверстий на 1 см2.

Пластичные  и отощающие материалы, плавни и  фарфоровый бой тщательно смешивают  в мешалке пропеллерного типа. Однородную массу пропускают через  сито и электромагнит и обезвоживают в специальных фильтр-прессах  или вакуум-фильтрах. Полученную пластичную массу влажностью 23-25% направляют на две недели на вылеживание в помещение  с высокой влажностью. При вылеживании  происходят окислительные и микробиологические процессы, гидролиз полевого шпата  и образование кремниевой кислоты, что способствует разрыхлению массы, дальнейшему разрушению природной  структуры материалов и повышению  пластических свойств массы. После  вылеживания массу обрабатывают на массомялках и вакуум-прессах  для удаления включений воздуха, а также пластичности и других физико-механических свойств, необходимых для формирования изделий.  
 
 

1.2 Формирование изделий                                                  

                                                   

Формуют керамические изделия в основном пластическим методом и методом  литья, а также полусухим прессованием. Для формования применяют гипсовые формы пористостью не менее 25%. В  последнее время формы начали изготавливать из масс на основе поливинилхлорида.

При пластическом формовании используют массу влажностью 22-24%, из которой в зависимости  от формы получают заготовки в  виде пластов. Для формования применяют  полуавтоматы или автоматы. При изготовлении плоских изделий помещают глиняный пласт, который разравнивают роликом  при вращении формы. Для получения  полых изделий, например чашек, заготовку  массы помещают в форму и раскатывают  специальным профильным роликом. Промежуток между роликом и формой заполняется  слоем массы необходимой толщины. Наружная поверхность изделия формуется  поверхностью формы, а внутренняя - роликом. Если на внутренней поверхности  формы имеется углубленный рисунок, то он точно воспроизводится на наружной поверхности изделия.

Методом литья в гипсовые формы изготавливают  изделия сложной формы и емкостные, например чайники, художественно-декоративные предметы. Для получения изделий  сложной конфигурации используют разъемные  формы. Для формования методом литья  готовят сметанообразную массу - шликер влажностью 34-36%. В шликер добавляют  для повышения текучести при  минимальной влажности 0,1-0,2% электролита, что обеспечивает лучшее заполнение формы. Изделия изготавливают двумя  способами - сливным и наливным.

При сливном  способе шликер заливают в разъемную  гипсовую форму и оставляют в  ней на определенное время. Гипс быстро впитывает влагу, и на стенках  формы откладываются твердые  частицы, которые образуют стенки изделия. Время выдержки определяют опытным  путем, оно зависит от толщины  стенки изделия, толщины стенок гипсовой формы и пористости. После выдержки шликер сливают, а гипсовую форму  с изделием подвергают медленной  сушке.

Полнотелые  изделия сложной формы, например ручки для чайников, крышки, изготавливают  наливным способом. Шликер наливают в  гипсовую разъемную форму с соответствующими углублениями на внутренних  поверхностях, где оно полностью затвердевает.

Полусухое прессование применяют для формирования плоских изделий небольшой толщины, например тарелок. Подготовленную пластичную массу высушивают до влажности 2-3%, тонко  измельчают и получают порошок, в  который добавляют пластификатор. Из этого порошка формуют изделие  в металлических пресс-формах под  большим давлением (25-30 МПа). Изделия  имеют правильную форму, точные размеры, более высокую механическую прочность  и небольшую влажность, что значительно  сокращает время сушки перед  обжигом.

При формовании вследствие небрежного обращения, использования  изношенных форм и роликов могут  образоваться такие дефекты, как  деформация, волнистый край, концентрические  трещины, неодинаковая толщина изделий, неровность поверхности, подрыв носиков  и др. 
 

1.3 Сушка 

После формования изделия для подготовки к обжигу - заключительному и наиболее ответственному этапу производства - сушат до остаточной влажности 2-4%. При этом изделие приобретает  достаточную для обжига прочность, исключается образование внутренних напряжений, приводящих к появлению  трещин, деформации и т.д.

Сушку проводят в две стадии: предварительная  стадия (подвяливание) - в гипсовых формах и окончательная - без форм. Плоские  изделия сушат только в гипсовых формах. Корпус полых изделий после  предварительной сушки до влажности 14-16% вынимают из форм, соединяют с  приставными деталями смесью шликера  с декстрином, после чего изделия  окончательно высушивают.

Для сушки  применяют конвейерные, конвекторные (с направленной подачей теплоносителя  на изделие), радиационные (с электрическим  или газовым обогревом) и комбинированные  сушилки, в которых время сушки  значительно сокращается.

Теплоносителями являются воздух и лучистая энергия, выделяемая керамическими панелями и другими поверхностями, которые  обогреваются газом,  реже - лампами  накаливания. Все эти сушилки  характеризуются высокой производительностью  и минимальными затратами ручного  труда на загрузку и выгрузку. Наиболее перспективно использование для  сушки керамических изделий ультразвука, токов высокой частоты или  инфракрасного излучения. Современные  методы сушки позволяют регулировать температуру и время процесса в зависимости от толщины изделия.

В процессе сушки могут образоваться трещины (при неравномерной влажности  массы), деформация и другие дефекты.

Высушенные  изделия перед обжигом зачищают наждачной бумагой, удаляют швы  от пресс-форм, посторонние примеси  и загрязнения. После зачистки изделия  обдувают сжатым воздухом для удаления пыли. 
 
 
 

1.4 Обжиг

Керамические  изделия подвергают, как правило, двукратному обжигу - утельному (до глазурования) и политому (после  глазурования). Применяют также однократный  скоростной и бескапсельный обжиг. Фарфоровые изделия, декорированные надглазурными  украшениями, подвергают третьему обжигу - муфельному.