QReferate - referate pentru educatia ta.
Referatele noastre - sursa ta de inspiratie! Referate oferite gratuit, lucrari si proiecte cu imagini si grafice. Fiecare referat, proiect sau comentariu il poti downloada rapid si il poti folosi pentru temele tale de acasa.



AdministratieAlimentatieArta culturaAsistenta socialaAstronomie
BiologieChimieComunicareConstructiiCosmetica
DesenDiverseDreptEconomieEngleza
FilozofieFizicaFrancezaGeografieGermana
InformaticaIstorieLatinaManagementMarketing
MatematicaMecanicaMedicinaPedagogiePsihologie
RomanaStiinte politiceTransporturiTurism
Esti aici: Qreferat » Referate mecanica

Tehnologii de fabricare a materialelor ceramice tehnice








TEHNOLOGII DE FABRICARE A MATERIALELOR CERAMICE TEHNICE


1. Notiuni generale




Prepararea maselor ceramice

3. Fasonarea maselor ceramice

4. Uscarea

5. Arderea



1. Notiuni generale


Procesul tehnologic de fabricare a produselor ceramice cuprinde succesiunea operatiilor si proceselor, tabelul 1, prin care una sau mai multe materii prime convenabil alese, sunt preparate, fasonate, supuse tratamentului termic si finisate corespunzator caracteristicilor si cerintelor de utilizare ale produselor respective, [89]. Materialul preparat poarta numele de masa ceramica. Pana la efectuarea tratamentului termic masa ceramica se numeste cruda iar apoi poarta denumirea de masa arsa.

Schematizarea traseului tehnologic folosit in general pentru obtinerea produsului ceramic finit se poate vedea si in figura 1.


Prepararea maselor ceramice


Masele ceramice sunt materii prime naturale sau obtinute prin sinteza. Prin operatii specifice se realizeaza o masa numita compozitie, avand granulatia si omogenizarea potrivite cu procedeul de fasonare adoptat si cu textura pe care trebuie sa o capete masa ceramica in urma tratamentului termic.


Tab. 1. Faze si operatii tehnologice

Faze principale


Operatii


Scop


Caracteristici






Preparare

Prelucrarea materiilor prime: maruntire, clasare, sortare, omogenizare

Formare mase fluide, plastice sau granulare

Distributia granulometrica a solidului dispers

Sistem dispers omogen cu granulometrie controlata

Sistem dispers cu proprietati reologice adaptate procedeului de fasonare

Curba granulometrica

Distributia granulometrica a fazelor amestecate

Concentratie

Stabilitate

Fluiditate

Plasticitate


Fasonare

Turnare

Extrudare

Laminare

etc.

Aducerea masei preparate la forma dorita

Dimensiuni

Aspect

Porozitate

Textura



Uscare

Tratament termic la temperaturi medii (100-2000C)

Eliminarea apei sau a altor elemente volatile

Contractie

Rezistenta mecanica





Ardere

Tratament termic la temperaturi ridicate

Descompuneri termice

Reactii in faza solida, sinterizare, vitrificare

Realizarea fazelor cu compozitia si structura necesare

Obtinerea texturii dorite

Densitate

Forma

Aspect



Structura

Textura

Proprietati


Finisare

Prelucrare mecanica

Glazurare

Decorare

Protectie

Stabilitate chimica

Aspect, estetica

Caracteristici de produs


Fig. 1. Etapele procesului de fabricare a materialelor ceramice

Masa preparata se considera omogena atunci cand, fiind constituita dintr-un sistem dispers, fazele devin uniform dispersate (amestecate omogen) sau exista o granulatie omogena.

In faza de preparare pot sa intervina operatii de prelucrare a materiilor prime (maruntire, clasare, sortare, etc.) de omogenizare a componentilor precum si de formare a unor mase fluide (barbotine), plastice (paste) sau granulare. Scopul final al tuturor acestor operatii este obtinerea sistemului dispers omogen, cu granulatie controlata, care sa corespunda atat conditiilor reologice impuse de procedeul de fasonare cat si desfasurarii proceselor fizico-chimice care, in urma tratamentului, determina compozitia fazala si formarea texturii corpului ceramic.

Materiile prime, naturale sau de sinteza, se aduc la gradul de dispersie necesar prin operatii de maruntire. Pentru produsele cu textura fina granulele trebuie sa fie de ordinul 10-2 mm sau mai mici. Maruntirea se poate realiza uscat sau umed. Utilajele pentru maruntire se aleg in functie de dimensiunea si de duritatea granulelor ce trebuiesc obtinute. Operatiei de maruntire i se subordoneaza clasarea si sortarea. Prin clasare se intelege separarea solidelor polidisperse in fractiuni (clase) granulometrice. Sortarea consta in exculderea fazelor nedorite.

In urma procesului de maruntire rezulta, de obicei, granule care difera ca forma si dimensiune. Pentru a caracteriza particulele unui sistem dispers sunt acceptate ca marimi reprezentative greutatea si diametrul echivalent al acestora. Cand forma granulelor este foarte departata de cea sferica, diametrul echivalent nu mai este reprezentativ.

O caracteristica importanta a solidului polidispers este distributia sa granulometrica, adica proportia de particule cu anumite dimensiuni (fractiuni granulometrice). In solidul polidispers exista un anumit volum de goluri ce depinde de distributia granulometrica, de proportia particulelor monodisperse sau de raportul dintre cele mai mari si cele mai mici particule. Prezenta celui de-al doilea component cu dimensiuni mai mici determina scaderea numarului de goluri corespunzator raportului dintre dimensiunea particulelor mici si mari. Doua sau mai multe materii prime disperse se pot amesteca si omogeniza ca sisteme fluide, plastice sau granulare. Amestecarea umeda necesita un mediu de dispersie lichid, de obicei apa. Amestecarea in stare plastica se aplica materiilor pime care sunt prea uscate pentru a curge si a se amesteca asemanator lichidelor si totodata prea umede pentru a se amesteca precum pulberile uscate. Amestecarea in stare uscata se aplica pulberilor formate din particule care nu se aglomereaza. Dupa proportia de faza solida sistemele disperse se pot clasifica astfel:

- sisteme cu comportare fluida (barbotine);

- sisteme cu comportare plastica (paste);

- mase granulare.

Daca in procesul de amestecare gradul de dispersie este mare, forta gravitationala sau cea provenita din procesul insusi este anihilata de fortele de coeziune si masa aglomereaza singura.

Prepararea se poate executa prin procedeul umed sau uscat.

Prepararea prin procedeul umed cuprinde urmatoarele operatii: maruntirea umeda a componentilor neplastici si delaierea (maruntire umeda) componentilor plastici, dozarea, omogenizarea umeda, separarea fazei lichide prin filtrare sau atomizare, macerare, dezaerare. Procedeul umed asigura controlul riguros al dozarii componentilor, o finete mai buna si o mai buna omogenizare a materiilor prime.

Prepararea prin procedeul uscat cuprinde operatiile de maruntire a componentilor degresanti si plastici, dozare, umezire si omogenizare in malaxoare, macerare. In comparatie cu procedeul umed, procedeul uscat necesita mai putine operatii, utilaj mai putin complex si spatiu mai mic. Controlul dozarii materialelor este in schimb mai deficitar deoarece umiditatea naturala a acestora (3-13%) este un parametru mai greu de controlat.

Maruntirea fina a materialelor se realizeaza in mori cu tambur rotitor si corpuri de macinare. Materialele sunt sfaramate cu ajutorul valturilor apoi executandu-se delaierea (dezagregarea in apa), in vase prevazute cu agitatoare. Amestecul este trecut prin site avand dimensiunea ochiurilor de 0,06 mm si deferizate, apoi dozate in vederea omogenizarii. Dozarea se poate face volumetric sau gravimetric in functie de greutatea litrica.

Omogenizarea se executa in vase de amestecare prevazute cu agitatoare paleta sau elicoidale. Dupa omogenizare amestecul este trecut prin sita dupa care urmeaza deferizarea magnetica. Impuritatile mecanice sunt retinute la trecerea prin site vibratoare.

Deshidratarea este operatia prin care se indeparteaza o parte din apa care se afla in amestec. Separarea apei se poate face fie mecanic - prin filtrare, fie termic - prin evaporare, fie electric - prin electroforeza.

Macerarea este operatia prin care masa ceramica, deshidratata, se pastreaza un timp (zeci de zile) in atmosfera umeda. In cursul depozitarii au loc procese fizico-chimice si bio-chimice ale caror rezultate se manifesta prin cresterea plasticitatii masei. Masa cruda astfel obtinuta, contine, dupa deshidratare si macerare, o cantitate de faza gazoasa sub forma unor incluziuni de aer si un anumit gradient de umiditate. In aceste conditii devine necesara operatia de omogenizare si dezaerare executata pe malaxoare sau prese cu vid.


3. Fasonarea maselor ceramice


Prin fasonare se intelege operatia prin care materialul ceramic capata forma finala sau semifinala. Procedeul de fasonare se alege in functie de starea sau consistenta maselor fluide, plastice sau solide granulare si de forma pe care trebuie sa o capete piesa in final. Stabilirea formei constructive a piesei din ceramica trebuie facuta in stransa corelatie cu rolul sau functional, cu modul de solicitare in exploatare si conditiile generale de lucru.

Procedeele de fasonare ce utilizeaza sisteme fluide (barbotine) implica forme in care masa fluida curge sub propria greutate sau este injectata sub presiune. Procedeele care au in vedere comportarea plastica a materialului folosesc fenomenul de curgere a materialului care intervine atunci cand forta aplicata depaseste valoarea de prag a sistemului. Procedeele care utilizeaza solidele granulare au in vedere procesele ce se desfasoara la nivelul fiecarei granule in interior si la suprafata.

Fata de procedeele conventionale de fasonare la rece, exista tehnici si utilaje pentru fasonarea la cald. Astfel, temperaturile de fasonare ajung la limita de comportare plastica a solidului insusi, neprelucrat cu liant. Exista in prezent procedee si tehnici care fac posibila obtinerea oricarei forme din aproape orice material. Fasonarea se poate rezuma la un material bine pregatit si un utilaj ales in mod convenabil.


1. Formarea prin presarea maselor granulare


Presarea maselor granulare este procedeul de fasonare prin care se obtin mase ceramice compacte ca urmare a deformarii granulelor sub actiunea fortelor de presare, [99]. Compactarea prin presare se aplica in cazul unor produse variate din ceramica. Marimea granulelor din care se fasoneaza aceste produse poate varia de la 0,05 mm la 1 mm. Masele formate din pulberi fine sau ultrafine se granuleaza cu ajutorul liantilor.




1.1. Formarea prin presare directa


Formarea prin presare umeda (cruda sau verde), figura a, se caracterizeaza prin faptul ca, amestecul ceramic de formare contine pana la 8-12% apa iar presiunea de formare variaza intre 1 si 20 MPa. Daca amestecul respectiv nu depaseste 8% in continutul de apa presarea este directa-uscata. In acest caz, presiunea de formare in matrita trebuie sa depaseasca 30 MPa. Prin presarea directa-umeda sau uscata pot fi obtinute produse cu configuratii complicate si precise dimensional si ca forma geometrica. Indiferent de gradul de umiditate a amestecului ceramic, datorita frecarii acestuia cu peretii cavitatii matritei si de-a lungul inaltimii produsului, variaza si gradul de compactare a produsului format, figura 2, [90]. Astfel, daca L/D=0,45, presiunea variaza de la 60 la 100 MPa de-a lungul inaltimii L in timp ce pentru 0,45<L/D<0,75 variatia de presiune este cuprinsa intre 10 si 100 MPa.

Fig. Camp izobaric in produsele ceramice formate prin presare

in functie de raportul L/D - a) L/D=0,45; b) L/D=1,75


Fig. 3. Procese de formare din pulberi ceramice


1. Formarea prin presare izostatica


In cazul presarii izostatice, figura 3b, presiunea este exercitata uniform pe toate directiile si poate ajunge pana la 400 MPa. In aceste conditii produsul rezulta cu o compactare. Dupa umplerea camerei hidrostatice cu fluidul de lucru, pistonul incepe sa coboare determinand ca forma flexibila sa actioneze cu o presiune uniforma asupra pulberii ceramice. In aceste conditii amestecul ceramic va rezulta cu o compactare uniforma dupa toate directiile. Sub actiunea presiunii compactarea granulelor de material ceramic este insotita si de o autodifuzie intergranulara (semi-sinterizare).


Formarea prin extrudare


Extrudarea este procedeul de fasonare prin care masa ceramica preparata este fortata sa treaca printr-o filiera avand dimensiunile si forma sectiunii transversale a piesei, figura 3c. Se pot fasona prin extrudare mase ceramice cu comportare plastica. Curgerea materialului in timpul extrudarii se realizeaza sub actiunea fortei aplicate in corelatie cu tensiunea superficiala a masei preparate. Conicitatea filierei se alege in functie de plasticitatea masei ceramice. Extrudarea cu piston imprima deformari ca urmare a vitezei de inaintare mai mari a materialului in zona centrala si apropiata pistonului fata de zona periferica. Acest lucru se datoreste frecarilor dintre material si filiera si a transmiterii deformatiei prin material din aproape in aproape. Se constata aparitia unei destinderi a materialului in zona de iesire din filiera, destindere care trebuie luata in calcul la stabilirea dimensiunii sectiunii transversale a piesei ceramice obtinute, figura 4.


a) b)

Fig. 4. Extrudarea maselor ceramice plastice

a) plasticitate redusa b) plasticitate buna


3. Formarea prin matritare


Acest tip de formare, figura 3d, implica formarea corpului ceramic cu ajutorul unui sablon. Amestecul ceramic este asezat pe o masa rotitoare confectionata dintr-un material absorbant (gips). Acest procedeu este utilizat ca tehnica de formare in fabricile mai mici obtinandu-se produse axial-simetrice.


4. Formarea prin injectie in matrita, figura 3e


Acest tip de formare este folosit pe scara industriala in cazul fabricarii produselor din materiale ceramice fine, cu dimensiuni reduse si configuratii complexe. Amestecul este constituit din pulbere cermica cu un continut de pana la 20% liant organic termo- sau duroplastic. In scopul evitarii obtinerii unor produse cu defecte, liantul de legatura, dupa injectare in cavitatea matritei, va fi supus unei incalziri la temperaturi mari si cu viteza extrem de redusa.

Formarea consta in dozarea prealabila a amestecului ceramic si injectia acestuia in matrita. In aceste conditii se produce o super-comprimare a amestecului ceramic in cavitatea de formare pentru asigurarea unei bune compactari si completari cu topitura ceramica a golului de fomare rezultat in urma solidificarii amestecului. In acest fel se obtine un produs super-compactat cu foarte bune proprietati mecanice.


5. Turnarea din barbotina


Barbotinele de turnare reprezinta suspensii de solide polidisperse in medii lichide. Turnarea din barbotina este procedeul prin care faza solida din barbotina se consolideaza intr-o masa unitara in timp ce faza lichida se indeparteaza partial prin intermediul formei poroase absorbante. Indepartarea lichidului este un proces dinamic, provocat de fortele motrice capilare si controlat de masa de material depus. Fasonarea prin turnare din barbotina, figura 3f, consta in: pregatirea barbotinei si a formei, turnarea barbotinei in forma, formarea peretelui, indepartarea excesului de barbotina, uscarea si desprinderea piesei fasonate.


6. Turnarea in forme, figura 3g


Acest tip de formare consta in topirea amestecului ceramic la temperaturi t>2000 0C urmata de turnarea in forme refractare. Acest procedeu este folosit de obicei la ceramicele oxidice care, la temperaturi ridicate nu intra in contact cu oxigenul din atmosfera. In cazul celorlalte categorii de materiale ceramice, fabricarea produselor se realizeaza prin turnarea topiturii din material termoplastic combinata cu pulbere ceramica in suspensie avand concentratia volumica de pana la 90%. In aceasta stare topitura devine vascoasa ceea ce face ca umplerea cavitatii de formare sa devina dificila. Pentru a evita acest incovenient cavitatea formei trebuie prevazuta cu raze de racordare in zona trecerii de la o sectiune la alta. In cazul presarii la cald si fixarii grauntilor cu ajutorul unui liant de legatura, se reduce considerabil volumul initial al amestecului de formare. Astfel, in cazul formarii pieselor din ceramica oxidica comprimarea poate varia intre 20 si 30%.


7. Turnarea barbotinei in foi


Turnarea barbotinei in foi este un proces prin care se obtin placi ceramice subtiri, figura 3h.

O foaie subtire se obtine prin intinderea continua a barbotinei cu ajutorul unei lame pe o foaie suport. Dupa uscarea barbotinei se obtine o foaie cruda din care se decupeaza piese de forma dorita. Avantajul procedeului consta in realizarea de placi cu doua dimensiuni mari si cea de-a treia foarte mica, grosimea fiind controlata si avand valorile intre 0,05 si 1,2 mm.


8. Sinterizarea


Formarea prin sinterizare are loc atunci cand pulberea compactata este incalzita la temperatura ridicata, care este sub punctul de topire, particulele pulberii fuzioneaza, golurile dintre particule descresc, obtinandu-se un solid mai dens vezi 3.3.1.


9. Formarea prin presare la cald


Acest tip de formare se bazeaza pe fenomenele combinate ale procesului de formare prin sinterizare si temperatura, sub actiunea carora granulele retelei cristaline sunt aduse in stare de difuzie inter- si intracristalina insotita de depuneri la limita de difuzie.

Prin presare la cald folosind temperaturi cuprinse intre 500 si 1800 0C (in functie de felul si caracteristicile materialului ceramic) si de presiuni de pana la 170 MPa, granulele se unesc intre ele prin difuzie inter- si intragranulara insotite de depuneri la limita de separatie dintre granulele retelei structurale. Structura nou formata se caracterizeaza printr-o legatura foarte puternica intermoleculara determinata de forta de coeziune. Prin actiunea simultana a temperaturii si presiunii timpul de sinterizare poate fi redus considerabil.



4. Uscarea


Uscarea este un proces fizic conditionat esential de fenomene termice si de difuzie. Procesul de uscare se bazeaza pe trecerea in faza gazoasa a umiditatii, aflata in materiale ca faza lichida. Procesul este posibil atunci cand presiunea vaporilor la suprafata corpului este mai mare decat presiunea partiala a acestora in mediul gazos inconjurator. Uscarea produselor ceramice se realizeaza dupa fasonarea acestora, pentru indepartarea apei introdusa initial in masa ceramica, proces care ii va conferi caracteristicile necesare unei bune fasonari. Eliminarea apei se poate face fie prin aplicarea unui camp termic fie a unuia electric sau mecanic. Ca rezultat are loc schimbul de energie termica si de substanta intre corpul ceramic si agentul de uscare.

Uscarea cu aer cald (gaze calde) se realizeaza in uscatoare avand curent de aer uscat, fara incalzire si uscatoare cu aer cald stationar. Pentru produsele fasonate sistemele de uscare utilizate frecvent sunt: uscatoare cu camera, uscatoare tunel, etuve. Pentru materialele nefasonate (suspensii, pulverulente, granulare) se folosesc uscatoare tambur, uscatoare in strat fluidizat, uscatoare pneumatice, uscatoare prin pulverizare. Uscarea se poate realiza intr-o singura treapta (pentru produse mai putin sensibile la uscare) sau in doua trepte.



Uscarea cu vapori supraincalziti are avantajul ca micsoreaza tensiunile interne care apar in timpul uscarii. Se realizeaza in camere de uscare in care se introduce initial aer cald ce se recircula reincalzit. Datorita evaporarii apei din materialul ceramic, aerul se imbogateste cu vapori de apa care ajung pana la temperatura de 110-160 0C.

Uscarea cu radiatii infrarosii foloseste energia radianta care poate fi emisa de lampi cu filament de tungsten, elemente de combustie de suprafata, etc. Se recomanda mai ales pentru piesele subtiri data fiind incalzirea foarte rapida pe adancime.

Uscarea prin incalzire electrica se foloseste in special la corpurile cu dimensiuni mari la care este necesara o incalzire corespunzatoare si dinspre interiorul acestora. De exemplu, la izolatorii de dimensiuni mari se introduc rezistente electrice in golurile special practicate. In timpul uscarii, ca urmare a modificarii umiditatii, materialele ceramice sufera contractii si deformatii care pot afecta calitatea produsului prin introducerea de tensiuni remanente. Anumiti factori influenteaza contractia care are loc in timpul uscarii. Acestia se descriu in continuare.

Umiditatea initiala a masei este un factor esential care influenteaza comportarea masei ceramice in timpul uscarii. Astfel, contractia creste odata cu cresterea continutului de apa.

Temperatura la care are loc procesul de uscare conduce la valori diferite ale contractiei masei ceramice. Astfel, exista o temperatura critica, specifica fiecarui material, pentru care valoarea contractiei atinge un maxim.

Modul de fasonare a maselor ceramice presupune solicitari diferite la care este supusa masa cruda. La produsele fasonate prin extrudare sau presare are loc orientarea particulelor pe directia de curgere, respectiv de presare. In acest caz, contractia la uscare este mai mare pe directia perpendiculara decat pe cea de curgere sau de presare.

In cadrul procesului de uscare, in produsele ceramice iau nastere gradienti de temperatura si umiditate. Acesti gradienti determina si o anumita diferentiere in contractia componentei ceramice supuse uscarii. Astfel, se produc contractii mai mici in straturile interioare care sunt mai umede. Straturile interioare functioneaza ca obstacole in calea contractiei straturilor exterioare adiacente provocand deformarea acestora ca urmare a tensiunilor de intindere. Cand tensiunile introduse sunt mai mici decat limita de elasticitate a materialului aflat in starea de uscare, deformatiile sunt elastice (reversibile). Daca tensiunile depasesc limita de elasticitate atunci deformatiile devin plastice (ireversibile) si se poate ajunge chiar la fisurare inca din timpul uscarii. Ca urmare, uscarea este unul din fenomenele prin care se poate explica aparitia tensiunilor remanente in materialele ceramice (vezi cap. VII).



5. Arderea


Arderea reprezinta tratamentul termic aplicat produselor ceramice prin care se realizeaza transformarile fizico-chimice ce conduc la consolidarea produselor in forma in care au fost fasonate. Totodata, produselor obtinute li se confera caracteristicile fizico-mecanice corespunzatoare scopului pentru care au fost fabricate. Procesul de ardere cuprinde atat faza de incalzire cat si faza de racire a produselor ceramice.

Transfomarile fizico-chimice care au loc in masa ceramica in timpul celor doua faze se pot grupa astfel:

- incalzire:

procese fizice: transformari polimorfe, sublimarea unor faze solide, topirea unor componenti solizi si a eutecticilor, sinterizare, vitrificare;

procese chimice: reactii in faza solida, inclusiv cu participarea fazei lichide sau gazoase;

- racire:

procese fizice: transformari polimorfe, cristalizare din faza lichida si solida, formarea fazei sticloase;

procese chimice: reactii in faza solida, eventual reactii cu participarea fazei lichide sau gazoase.

In timpul tratamentului termic, sistemul ceramic supus arderii evolueaza prin transformarile fizico-chimice pe care le suporta in sensul realizarii echilibrului termic la temperatura respectiva. S-a constatat ca, pentru obtinerea unui produs ceramic de calitate superioara, viteza de ardere trebuie sa fie cat mai mare. Aceasta este limitata de tipul de produs folosit, de caracteristicile termofizice ale sistemului, de dimensiunea produsului si de gradul de uniformitate a repartitiei temperaturii in interiorul cuptorului. Trebuie sa se tina seama si de gradientii termici ce se stabilesc in produsele ceramice in timpul arderii. Gradientii termici nu trebuie sa duca la tensiuni interne care sa deformeze sau sa fisureze produsele ceramice. Ca urmare, cuptoarele folosite trebuie sa asigure gradienti termici cat mai mici in interiorul lor.


5.1. Procesul de topire. Formarea fazei lichide


Procesul de topire se afla in stransa corelatie cu structura celor doua faze implicate in proces: solida si lichida. Punctul de topire se stabileste in functie de natura elementelor componente si de structura lor cristalina. In apropierea punctului de solidificare topiturile sunt mai apropiate, din punct de vedere al comportarii lor, de solide decat de gaze. La temperaturi mai mari lichidele pot fi examinate atribuindu-le proprietatile unei stari cvasi-gazoase. Topirea unei substante trebuie considerata ca fiind trecerea acesteia intr-o stare de partiala dezordine pozitionala.


5. Sublimarea. Cristalizarea


Procesul de vaporizare a corpurilor solide, respectiv cel de cristalizare din vapori poarta denumirea de sublimare.

Mecanismul procesului de vaporizare a amestecurilor solide presupune ruperea legaturilor dintre elementele structurale (atomi, ioni) si trecerea lor in mediul inconjurator. Acest fenomen se produce atunci cand forta obtinuta ca urmare a vibratiei termice a respectivei particule este mai mare decat forta de atractie pe care o exercita structura asupra sa. Cristalizarea reprezinta o transformare de faza pentru care este caracteristica discontinuitatea entropiei si volumului la temperatura de transformare. Procesul incepe cu nucleatia noii faze care este urmata apoi de cresterea cristalelor acesteia. Exista un interval de temperatura, in jurul temperaturii de echilibru a transformarii de faza, in limitele careia se formeaza un sistem de faze metastabile. Aparitia spontana a germenilor noii faze, prin fluctuatii care apar in faza initial omogena, se numeste nucleatie omogena. Formarea germenilor de cristalizare a noii faze pe suprafata altor faze sau in discontinuitati (defecte) structurale proprii fazei mama poarta denumirea de nucleatie eterogena. In cazul cristalizarii din faza solida exista trei etape care vor configura in final structura produsului.

Maturarea in faza solida presupune modificari in starea cristalina a corpului si in forma si dimensiunile cristalului.

Recristalizarea primara este un proces de nucleere si crestere a unei generatii noi de cristale, netensionate, care are loc intr-o matrice deformata plastic.

Recristalizarea secundara implica nucleerea si cresterea neuniforma a cristalelor pe seama granulelor cristaline fine dintr-o matrice nedeformata. In acest caz, un numar mic de cristale se dezvolta mult mai repede decat cristalele din masa de baza. Recristalizarea secundara este puternic influentata de prezenta unor microimpuritati sau a porilor, in masa care recristalizeaza.


5. Vitrificarea


Sinterizarea si vitrificarea reprezinta procesul prin care un sistem solid polidispers aglutineaza, se consolideaza si se densifica sub actiunea temperaturii. Sinterizarea are loc la temperaturi mai mici decat temperatura de topire in timp ce vitrificarea se produce la temperaturi superioare aparitiei fazei lichide si intodeauna este insotita de contractie.

Sinterizarea fara variatie de volum presupune transferul de substanta efectuat pe calea difuziunii superficiale si (sau) a sublimarii (evaporare, condensare). In cazul sinterizarii cu variatie de volum, transferul de substanta are loc prin fluaj vascos sau plastic prin difuzie in volum.

Transferul de substanta, conducand la vitrificarea corpurilor polidisperse, are loc pe calea deplasarii plastice si vascoase a particulelor precum si a proceselor de solubilizare-cristalizare. In procesul de sinterizare si vitrificare are loc micsorarea suprafetei totale a sistemului polidispers. Ca urmare, cu cat energia superficiala a sistemului supus sinterizarii sau vitrificarii este mai mare cu atat si capacitatea sa de a sinteriza sau vitrifica va fi mai mare.

O anumita influenta asupra proceselor de sinterizare si vitrificare o are prezenta porilor. Datorita neuniformitatii dimensionale a porilor se creeaza un flux al porilor mici catre porii cu dimensiuni mai mari. Desi masa se densifica, volumul porilor mari creste. Vitrificarea depinde in mod esential de proprietatile fazei lichide si cantitatea sa relativa. Structura favorizanta a topiturii poate ajuta vitrificarea chiar si in cazul unor modificari dezavantajoase in proprietati ca vascozitatea, energia superficiala, inmuierea.





Nu se poate descarca referatul
Acest referat nu se poate descarca

E posibil sa te intereseze alte referate despre:


Copyright © 2020 - Toate drepturile rezervate QReferat.ro Folositi referatele, proiectele sau lucrarile afisate ca sursa de inspiratie. Va recomandam sa nu copiati textul, ci sa compuneti propriul referat pe baza referatelor de pe site.
{ Home } { Contact } { Termeni si conditii }