Курсовая с практикой на тему Основы технологии переработки и исследования сырьевых материалов для производства композиционной керамики

Содержание:

Содержание
Введение
2
1.
КОМПОЗИЦИОННАЯ КЕРАМИКА
3
1.1.
Классификация композиционной керамики и керамических изделий
3
1.2.
Характеристики композиционных керамических материалов
6
1.3.
Композиционные материалы на основе керамики и область их применения
8
1.4.
Требования к качеству изделий из глины и керамики
12
1.5.
Стеновые керамические изделия, номенклатура, основные свойства
15
Выводы
к первой главе
18
2.
МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА
20
2.1.
Сырье глинистое и методы испытаний
20
2.2.
Исследование структуры глинистого сырья для композиционной керамики
28
2.3.
Заключение по переработке и технологии композиционной керамики из
Белебеевского сырья
30
Выводы
ко второй главе
33
3. ТЕХНОЛОГИЯ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА
КОМПОЗИЦИОННОЙ КЕРАМИКИ
34
3.1.
Технология изготовления композиционной керамики
34
3.2.
Выбор компонентов, разработка состава, подготовка сырьевых материалов
36
3.3.
Оптимизация технологического процесса по производству керамики
43
3.4.
Инновационные технологические процессы в производстве композиционного
керамического изделия
46
Выводы
по третьей главе
54
Заключение
56
Литература
57

Введение:

Керамика известна человечеству с
древних времен. Так, при раскопках в Мессопотамии были найдены керамические
изделия, изготовленные около 15 тыс. лет до нашей эры. В Египте, начиная с 5
тысячелетия до н. э., керамика становится промышленным продуктом.

На территории нашей Родины керамика
также имела широкое распространение. Значительное количество керамических
изделий было обнаружено при раскопках древних поселений в районе г. Киева,
относящихся к периоду образования Киевской Руси.

В XVI—XVIII вв. развитие производства
керамики на Руси интенсифицируется, издается специальный Каменный указ, в
котором регламентируются требования к ней. В XIX в. керамическая промышленность
в России продолжает интенсивно развиваться: строятся крупные заводы в Москве,
Петербурге, Харькове, Киеве, Екатеринославе.

После Великой Октябрьской
социалистической революции в 1919 г. в Ленинграде создается Государственный
научно-исследовательский керамический институт (ГИКИ). В предвоенные годы
советскими специалистами были разработаны конструкции туннельных печей и
сушилок непрерывного действия, завершено создание научной базы керамической и
огнеупорной промышленности, в дальнейшем был создан ряд
научно-исследовательских институтов.

Интенсивно
развивается керамическая промышленность и в настоящее время. Особое внимание
уделяется ускорению разработки и внедрению скоростного обжига керамических
изделий, техническому перевооружению производства. Возрастает выпуск
керамических цветных облицовочных плиток и крупноразмерных плиток для полов.  На заводах
строительной керамики создаются новые конвейерные линии повышенной мощности (до
1 млн. м2 в год) по изготовлению плиток с полной автоматизацией
всего производственного процесса, вплоть до сортировки и упаковки.

Заключение:

Важнейшим
этапом выбора композиционного материала должен быть процесс определения
комплекса необходимых свойств материала, обеспечивающих надежную и долговечную
работу строительных конструкций, машин и оборудования в заданных условиях
эксплуатации. Так как конструкционные материалы характеризуются механическими,
физико-химическими и технологическими свойствами, то рассматривать необходимо
всю гамму свойств, особенно если в конструкции должны работать разные
материалы.

Выбор
материала для конкретного применения должен основываться также на стоимости
рассматриваемых материалов с учетом экономической рациональности.

Использование
при выборе материалов, ранее хорошо зарекомендовавших себя в подобных
конструкциях и изделиях из аналогичного материала, вполне оправдано, но может
привести к отказу от совершенствования конструкций и изделий. Для целого ряда
изделий из керамики, особенно специального назначения, оказывается необходимым
разрабатывать принципиально новые материалы с более высоким комплексом свойств,
ранее недоступным у серийных материалов.

Для
установления сложной взаимосвязи между химическим составом, технологией
получения материала, его структурой и свойствами в настоящее время используются
научные исследования и эксперименты с применением моделирования условий
эксплуатации изделия, в том числе с помощью компьютерных программ. Оптимизация
многофакторных технологий проводится с учетом современных производственных
возможностей.

Фрагмент текста работы:

1.
КОМПОЗИЦИОННАЯ КЕРАМИКА

1.1
Классификация композиционной керамики и керамических изделий.

Композиционные
материалы представляют собой многофазные системы, которые состоят из двух или
более компонентов, сохраняющих индивидуальность (структуру и свойства) своего
вещества в составе композита. Чаще всего композит образован объемным сочетанием
химически разнородных фаз. Размер фазовых включений в композиционном материале обычно
превышает разрешающую способность оптического микроскопа (около 0,3 мкм). Рисунок 1.1 – Схема композиционного материала:

1 – матрица; 2 – армирующие компоненты; 3 – переходный
слой

На
рисунке 1.1 схематически показана структура композиционного материала.
Компонент, непрерывный в объеме композита, называют матрицей или связующим (1).
Другие, например упрочняющие или армирующие компоненты (2), распределены в
матрице в определенном порядке. Переходные поверхностные слои (3) расположены
на границах раздела матрицы и других компонентов.

Классификация
композиционных материалов может быть осуществлена по нескольким существенным с
позиций материаловедения критериям: происхождению, назначению, типу материала матрицы,
природе компонентов, размеру фазовых включений, признакам структуры, методам получения.

П
о п р о и с х о ж д е н и ю различают природные, искусственные и синтетические
композиционные материалы. Природные композиты находятся в готовом виде на Земле
или в космосе. Искусственные и синтетические композиты являются продуктом
трудовой деятельности человека.

П
о н а з н а ч е н и ю композиты подразделяются на две большие группы –
материалы общетехнического и специального назначения. Первые предназначены для
восприятия и передачи механической нагрузки. Из них изготавливают элементы
конструкций. Вторые (тоже могут быть конструкционными) выполняют в составе
изделий специальные функции: снижение трения и изнашивания подвижных
сопряжений, защита от коррозии металлических деталей; звуко- и теплоизоляция и
т. п.

П
о м а т е р и а л у м а т р и ц ы различают:

—
полимерные композиты (термопластичные, на основе реактопластов, на основе
смесей полимеров);

—
металлические композиты (в том числе получаемые методом порошковой металлургии
и сплавы, состоящие из макронеоднородных фаз);

—
керамические и другие неорганические
композиты (на основе неорганических полимеров, на минеральной, углеродной,
оксидной и других

неорганических
матрицах);

—
комбинированные (полиматричные) композиты.

Матрица
придает изделию из композита заданную форму и монолитность, обеспечивает
передачу и распределение нагрузки в объеме материала, защищает армирующие
элементы от внешних воздействий. П
о п р и р о д е к о м п о н е н т о в, вводимых в матрицу, композиты
подразделяются на группы, соответствующие признакам модифицирующих компонентов.
Номенклатура последних очень широка и включает практически все технические
материалы. Поэтому классификация композитов по этому признаку имеет иерархическую
структуру. Первой ступенью в ней является разделение композитов на наполненные
и армированные.