Keramik

3.1.1 Persiapan bubur

Dengan menggunakan proses granulasi pengeringan semprot, persiapan bubur merupakan kunci penting. Kandungan padatan, kehalusan, dan fluiditas lumpur akan secara langsung memengaruhi hasil dan ukuran partikel bubuk kering.

Karena serbuk porselen alumina jenis ini tidak subur, maka perlu ditambahkan bahan pengikat dalam jumlah yang tepat untuk meningkatkan kinerja pembentukan benda kerja. Zat organik yang umum digunakan seperti dekstrin, polivinil alkohol, karboksimetilselulosa, polistirena, dsb. Polivinil alkohol (PVA), bahan pengikat yang larut dalam air, dipilih dalam percobaan ini. Bahan pengikat ini lebih sensitif terhadap kelembapan lingkungan, dengan perubahan kelembapan sekitar akan memengaruhi sifat serbuk kering secara signifikan.

Polivinil alkohol memiliki banyak jenis, tingkat hidrolisis dan tingkat polimerisasi yang berbeda, yang akan mempengaruhi proses pengeringan semprot. Tingkat hidrolisis dan tingkat polimerisasi umumnya akan mempengaruhi proses pengeringan semprot. Dosisnya biasanya 014 - 015wt%. Penambahan terlalu banyak akan menyebabkan bubuk granulasi semprot membentuk partikel bubuk kering yang keras untuk mencegah partikel berubah bentuk selama pengepresan. Jika karakteristik partikel tidak dapat dihilangkan selama pengepresan, cacat ini akan disimpan dalam badan hijau dan tidak dapat dihilangkan setelah pembakaran, yang akan mempengaruhi kualitas produk akhir. Penambahan pengikat terlalu sedikit kekuatan hijau akan meningkatkan kerugian operasi. Percobaan menunjukkan bahwa ketika jumlah pengikat yang tepat ditambahkan, bagian billet hijau diamati di bawah mikroskop. Dapat dilihat bahwa ketika tekanan ditingkatkan dari 3Mpa menjadi 6Mpa, bagian tersebut meningkat dengan lancar, dan ada sejumlah kecil partikel bulat. Ketika tekanan 9Mpa, bagiannya halus, dan pada dasarnya tidak ada partikel bulat, tetapi tekanan tinggi akan menyebabkan stratifikasi billet hijau. PVA dibuka sekitar 200 ℃

Mulai terbakar, dan tiriskan pada suhu sekitar 360℃. Untuk melarutkan pengikat organik dan membasahi partikel billet, membentuk lapisan perantara cair di antara partikel, meningkatkan plastisitas billet, mengurangi gesekan antara partikel dan gesekan antara material dan cetakan, meningkatkan kepadatan billet yang ditekan dan homogenisasi distribusi tekanan, dan juga menambahkan jumlah plasticizer yang sesuai, yang umum digunakan adalah gliserin, asam etil oksalat, dll.

Karena pengikat adalah polimer makromolekul organik, metode penambahan pengikat ke dalam bubur juga sangat penting. Yang terbaik adalah menambahkan pengikat yang sudah disiapkan ke dalam lumpur yang seragam dengan kandungan padatan yang dibutuhkan. Dengan cara ini, bahan organik yang tidak larut dan tidak terdispersi dapat dihindari untuk dibawa ke dalam bubur, dan kemungkinan cacat setelah pembakaran dapat dikurangi. Ketika pengikat ditambahkan, bubur mudah dihasilkan dengan penggilingan bola atau pengadukan. Udara yang dibungkus ke dalam tetesan berada dalam bubuk kering, yang membuat partikel kering berongga dan mengurangi kepadatan volume. Untuk mengatasi masalah ini, penghilang busa dapat ditambahkan.

Karena persyaratan ekonomi dan teknis, diperlukan kandungan padatan yang tinggi. Karena kapasitas produksi pengering mengacu pada penguapan air per jam, bubur dengan kandungan padatan tinggi akan meningkatkan hasil bubuk kering secara signifikan. Ketika kandungan padatan meningkat dari 50% menjadi 75%, hasil pengering akan meningkat dua kali lipat.

Kandungan padatan yang rendah merupakan alasan utama terbentuknya partikel berongga. Dalam proses pengeringan, air bermigrasi ke permukaan tetesan dan membawa partikel padat, yang membuat bagian dalam tetesan berongga; jika film elastis permeabilitas rendah terbentuk di sekitar tetesan, karena kecepatan penguapan yang rendah, suhu tetesan meningkat, dan air menguap dari bagian dalam, yang membuat tetesan menggembung. Dalam kedua kasus tersebut, bentuk bola partikel akan hancur, dan partikel berongga berbentuk annular atau berbentuk apel atau berbentuk buah pir akan diproduksi, yang akan mengurangi fluiditas dan densitas massal bubuk kering. Selain itu, bubur dengan kandungan padatan yang tinggi dapat mengurangi

Dalam proses pengeringan singkat, pengurangan proses pengeringan dapat mengurangi jumlah perekat yang dipindahkan ke permukaan partikel bersama dengan air, sehingga dapat menghindari konsentrasi pengikat pada permukaan partikel lebih besar daripada bagian tengah, sehingga partikel memiliki permukaan yang keras, dan partikel tidak mengalami deformasi dan hancur dalam proses pengepresan dan pembentukan, sehingga dapat mengurangi massa badan billet. Oleh karena itu, untuk mendapatkan bubuk kering berkualitas tinggi, kandungan padatan bubur harus ditingkatkan.

Bubur yang digunakan untuk pengeringan semprot harus memiliki cukup fluiditas dan sesedikit mungkin kadar air. Jika viskositas bubur dikurangi dengan menambahkan lebih banyak air, tidak hanya konsumsi energi pengeringan yang meningkat, tetapi juga densitas massal produk berkurang. Oleh karena itu, perlu untuk mengurangi viskositas bubur dengan bantuan koagulan. Bubur kering terdiri dari beberapa mikron atau partikel yang lebih kecil, yang dapat dianggap sebagai sistem dispersi koloid. Teori stabilitas koloid menunjukkan bahwa ada dua gaya yang bekerja pada partikel suspensi: gaya van der Waals (gaya Coulomb) dan gaya tolak elektrostatik. Jika gaya yang bekerja utamanya adalah gravitasi, maka akan terjadi penggumpalan dan flokulasi. Energi potensial total (VT) dari interaksi antara partikel berhubungan dengan jaraknya, yang mana VT pada suatu titik adalah jumlah dari energi gravitasi VA dan energi tolak menolak VR. Ketika VT antara partikel menunjukkan energi potensial positif maksimum, maka sistem tersebut mengalami depolymerisasi. Untuk suspensi tertentu, VA bersifat pasti, jadi kestabilan sistem tersebut adalah fungsi-fungsi yang mengendalikan VR: muatan permukaan partikel dan ketebalan lapisan listrik ganda. Ketebalan lapisan ganda berbanding terbalik dengan akar pangkat dua ikatan valensi dan konsentrasi ion kesetimbangan. Kompresi lapisan ganda dapat mengurangi penghalang potensial flokulasi, sehingga ikatan valensi dan konsentrasi ion kesetimbangan dalam larutan harus rendah. Demulsifier yang umum digunakan adalah HCl, HNO3, NaOH, (CH) 3noh (amina kuartener), GA, dll.

Karena bubur berbasis air dari bubuk keramik alumina 95 bersifat netral dan basa, banyak koagulan yang memiliki efek pengenceran yang baik pada bubur keramik lainnya kehilangan fungsinya. Oleh karena itu, sangat sulit untuk menyiapkan bubur dengan kandungan padatan tinggi dan fluiditas yang baik. Bubur alumina tandus, yang termasuk oksida amfoterik, memiliki proses disosiasi yang berbeda dalam media asam atau basa, dan membentuk status disosiasi dari komposisi dan struktur misel yang berbeda. Nilai pH bubur akan secara langsung memengaruhi tingkat disosiasi dan adsorpsi, yang mengakibatkan perubahan potensial ζ dan flokulasi atau disosiasi yang sesuai.

Bubur alumina memiliki nilai potensial ζ positif dan negatif maksimum dalam media asam atau basa. Pada saat ini, viskositas bubur berada pada nilai terendah dari keadaan dekoagulasi, sedangkan ketika bubur dalam kondisi netral, viskositasnya meningkat, dan terjadi flokulasi. Ditemukan bahwa fluiditas bubur sangat ditingkatkan dan viskositas bubur dikurangi dengan menambahkan demulsifier yang tepat, sehingga nilai viskositasnya mendekati air. Fluiditas air yang diukur dengan viskometer sederhana adalah 3 detik / 100 ml, dan fluiditas bubur adalah 4 detik / 100 ml. viskositas bubur berkurang, sehingga kandungan padatan dalam bubur dapat ditingkatkan hingga 60%, dan pengepakan yang stabil dapat dibentuk. Karena kapasitas produksi pengering mengacu pada penguapan air per jam, maka suspensi.

3.1.2 Pengendalian parameter utama dalam proses pengeringan semprot

Pola aliran udara di menara pengering memengaruhi waktu pengeringan, waktu retensi, sisa air, dan pelekatan dinding tetesan. Dalam percobaan ini, proses pencampuran udara tetesan adalah aliran campuran, yaitu, gas panas memasuki menara pengering dari atas, dan nosel atomisasi dipasang di bagian bawah menara pengering, membentuk semprotan air mancur, dan tetesan adalah parabola, sehingga tetesan yang bercampur dengan udara adalah arus berlawanan, dan ketika tetesan mencapai puncak pukulan, itu menjadi aliran hilir dan semprotan menjadi bentuk kerucut. Begitu tetesan memasuki menara pengering, ia akan segera mencapai kecepatan pengeringan maksimum dan memasuki tahap pengeringan kecepatan konstan. Panjang tahap pengeringan kecepatan konstan tergantung pada kadar air tetesan, viskositas lumpur, suhu dan kelembaban udara kering. Titik batas C dari tahap pengeringan kecepatan konstan ke tahap pengeringan cepat disebut titik kritis. Pada saat ini, permukaan tetesan tidak dapat lagi mempertahankan keadaan jenuh melalui migrasi air. Dengan menurunnya laju penguapan, suhu tetesan meningkat, dan permukaan tetesan pada titik D menjadi jenuh, membentuk lapisan cangkang keras. Penguapan bergerak ke bagian dalam, dan laju pengeringan terus menurun. Penghapusan air lebih lanjut terkait dengan permeabilitas kelembapan cangkang keras. Oleh karena itu, perlu untuk mengontrol parameter operasi yang wajar.

Kadar air bubuk kering terutama ditentukan oleh suhu outlet pengering semprot. Kadar air mempengaruhi kepadatan massal dan fluiditas bubuk kering, dan menentukan kualitas blanko yang ditekan. PVA sensitif terhadap kelembaban. Di bawah kondisi kadar air yang berbeda, jumlah PVA yang sama dapat menyebabkan kekerasan yang berbeda dari lapisan permukaan partikel bubuk kering, yang membuat penentuan tekanan berfluktuasi dan kualitas produksi tidak stabil selama proses pengepresan. Oleh karena itu, suhu outlet harus dikontrol secara ketat untuk memastikan kadar air bubuk kering. Umumnya, suhu outlet harus dikontrol pada 110 ℃, dan suhu saluran masuk harus disesuaikan. Suhu saluran masuk tidak lebih dari 400 ℃, umumnya dikontrol sekitar 380 ℃. Jika suhu saluran masuk terlalu tinggi, suhu udara panas di bagian atas menara akan menjadi terlalu panas. Ketika tetesan kabut naik ke titik tertinggi dan bertemu dengan udara yang terlalu panas, untuk bubuk keramik yang mengandung pengikat, efek pengikat akan berkurang, dan akhirnya kinerja pengepresan bubuk kering akan terpengaruh. Kedua, jika suhu saluran masuk terlalu tinggi, masa pakai pemanas juga akan terpengaruh, dan kulit pemanas akan terlepas dan memasuki menara pengering dengan udara panas, mencemari bubuk kering. Di bawah kondisi bahwa suhu saluran masuk dan suhu saluran keluar pada dasarnya ditentukan, suhu saluran keluar juga dapat disesuaikan dengan tekanan pompa umpan, perbedaan tekanan pemisah siklon, kandungan padatan bubur dan faktor-faktor lainnya.

Perbedaan tekanan pemisah siklon. Perbedaan tekanan pemisah siklon besar, yang akan meningkatkan suhu keluaran, meningkatkan pengumpulan partikel halus dan mengurangi hasil pengering.

3.1.3 Sifat serbuk yang dikeringkan dengan semprotan

Fluiditas dan kerapatan pengepakan bubuk keramik alumina yang disiapkan dengan metode pengeringan semprot umumnya lebih baik daripada yang disiapkan dengan proses biasa. Bubuk granulasi manual tidak dapat mengalir melalui alat pendeteksi tanpa getaran, dan bubuk granulasi semprot dapat melakukan ini sepenuhnya. Mengacu pada standar ASTM untuk menguji fluiditas bubuk logam dan kerapatan massal, kerapatan massal dan fluiditas partikel yang diperoleh dengan pengeringan semprot dalam kondisi kadar air yang berbeda diukur. Lihat Tabel 1.