2017-11-01
804
Каолины – чистые глины. Состоят преимущественно из глинистого минерала каолинита (Al2O3. 2SiO2. 2H2O), имеющего двухслойный пакет с одним тетраэдрическим и одним октаэдрическим слоем, строение решетки плотное. Каолины огнеупорны, малопластичны, после обжига сохраняют преимущественно белый цвет. Из них изготавливают фарфор, фаянс и тонкие облицовочные изделия. Каолинит имеет относительно плотное строение кристаллической решетки. Поэтому каолинит не способен присоединять и прочно удерживать большое количество воды, и при сушке глины с большим содержанием каолинита сравнительно свободно и быстро отдают присоединенную воду. Каолинит малочувствителен к сушке и обжигу, слабо набухает в воде и обладает небольшой адсорбционной способностью и пластичностью. Размер частиц каолинита 0,003-0,001 мм. Основные разновидности каолинитовой группы – каолинит, диккит, накрит.
Монтмориллонит (Al2O3. 2SiO2. 2Н2О. nН2О) имеет трехслойный пакет – два тетраэдрических и один октаэдрический, слабую связь между пакетами. Кристаллическая решетка подвижная, разбухающая под действием воды (в кристаллическую решетку часто входят катионы Mg+2, Fe+3, Na+). Поэтому монтмориллонитовые глины способны интенсивно поглощать большое количество воды, прочно ее удерживать и трудно отдавать при сушке, а также сильно набухать при увлажнении с увеличением в объеме до 16 раз. Размеры частиц монтмориллонита много меньше 1 мк (< 0,001мм). Они отличаются исключительно высокой связующей способностью. Эти глины имеют наиболее высокую дисперсность среди всех глинистых минералов, наибольшую набухаемость, пластичность, связность и высокую чувствительность к сушке и обжигу.
|
|
|
Основными представителями монтмориллонитовой группы являются: монтмориллонит, нонтронит, бейделит.
Галлуазит Al2O3. 2SiO2. 4Н2О включает галлуазит, ферригаллуазит и метагаллуазит, является частым спутником в каолинитах и каолинитовых 8 глинах. Галлуазит по сравнению с каолинитом обладает большей дисперсностью, пластичностью и адсорбционной способностью.
Гидрослюды K2O. MgO. 4Al2O3.7SiO2. 2Н2О (иллит, гидромусковит, глауконит и др.) являются продуктом многолетней гидратации слюд. Кристаллическая решетка сходна с решеткой монтмориллонита, за исключением того, что некоторая часть атомов кремния здесь всегда замещена алюминием, а образовавшийся недостаток зарядов сбалансирован ионами калия. По интенсивности связи с водой занимает промежуточное положение между каолинитом и монтмориллонитом. Гидрослюдистые тугоплавкие глины широко применяют в производстве строительной керамики. Размеры частиц гидрослюды порядка 1 мк (~0,001мм). В значительных количествах они встречаются в легкоплавких глинах и в небольших количествах в огнеупорных и тугоплавких глинах.
|
|
|
28. Оценка качества керамических масс по видам деформации.
Относительные деформации – быстрая эластическая, медленная эластическая и пластическая определяют в зависимости от их соотношения структурно-механический тип дисперсий.
Экспериментальными исследованиями С.П.Ничипоренко и др. выделены шесть структурно-механических типов структур глин в зависимости от соотношения величин относительных деформации – быстрой, медленной эластической и пластической, определяемых в сопоставимых условиях (обычно Р=0,2 МПа, τ=1000 с)
1 – ε б> ε м> ε пл τ 2– ε м> ε б> ε пл τ
3 – ε м> ε пл τ > ε б 4 – ε б> ε пл τ > ε м
5 – ε пл τ > ε б> ε м 6 – ε пл τ > ε м> ε б
Различные типы структур представляют в виде гистограмм – прямоугольников с одинаковым основанием, высота которых соответствует доле, вносимой той или иной составляющей в общую деформацию, или тройной диаграммой.
Глины различных типов ведут себя по-разному в процессах формования:
глины 1 и 2 структурно-механического типа с преобладающим развитием быстрых эластических деформации, что указывает на плохую формуемость керамических масс. Таким массам свойственно хрупкое разрушение структуры;
в керамических массах 5 и 6 типов – значительное развитие пластических деформации. Массы легко деформируются, что увеличивает свилеобразование при пластическом формовании изделий, т.е. проявляют склонность к пластическому разрушению (к трещинообразованию);
Наиболее благоприятны для формования 3-го и особенно 4-го типов.
29. Коагуляционные структуры керамических масс и физико-механические основы их образования.
Технологический процесс производства керамических изделий является процессом создания и непрерывных изменений структуры керамической массы: измельчение, смешивание, переминание при обработке массы, образование коагуляционной структуры и деформирование при формовании, потери влаги и уменьшение размеров после сушки, образование кристаллизационной структуры и усадка в результате обжига.
Основными факторами, определяющими характер образования коагуляционных структур глинистых минералов являются их кристаллическая структура, форма частиц, дисперсность, число и характер нарушений решетки кристаллов.
Коагуляционные структуры керамических масс возникают под действием молекулярных сил сцепления коллоидных крупных частиц, взвешенных в жидкой среде суспензии или коллоидного раствора. Они отличаются от кристаллических структур способностью к тиксотропному упрочнению, ярко выраженными пластично-вязкими свойствами и сравнительно малой прочностью, что обуславливается наличием тонких прослоек дисперсной среды в местах контакта соединения между собой системы. Эти дисперсные системы в зависимости от степени развития структуры и ее упрочнения занимают промежуточное место между жесткими и твердыми телами, отличаясь такими механическими свойствами как вязкость, прочность, упругость, пластичность, т.е. способность к остаточным деформациям (без потери формы). По Ребиндеру эти структуры независимо от природы составляющих их твердых частиц проявляют способность к резко выраженному упругому последействию, свойственному каучукам и их растворам.
Образование коагуляционных структур возникает в результате сцепления частиц дисперсной фазы Вандер Ваальсовыми силами (силами межмолекулярного взаимодействия, имеющих электр-ю природу) в цепочке и неупорядоченной межпространственной сетки.
Развитию коагуляционной структуры во всем объеме способствует высокая дисперсность частиц, их мозаичность поверхности, а для глинистых минералов наличие участков с наименьшими развитием гидратных оболочек. Сцепление частиц следовательно за счет Броуновских соударении. При этом между контактирующими частицами остается весьма тонкая равновесная прослойка жидкой дисперсионной среды, которая не препятствует силам сцепления между частицами, вместе с тем абсорбционно прочно связана с поверхностью частиц, что не выдавливается даже силами сцепления между ними.
|
|
|
