Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
МИРГОРОДСЬКИЙ ХУДОЖНЬО-ПРОМИСЛОВИЙ КОЛЕДЖ
ІМЕНІ М. В. ГОГОЛЯ
ПОЛТАВСЬКОГО НАЦІОНАЛЬНОГО ТЕХНІЧНОГО УНІВЕРСИТЕТУ ІМЕНІ ЮРІЯ КОНДРАТЮКА
ЗВІТ ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ
З навчальної практики « Технічний аналіз і контроль виробництва кераміки »
Галузь знань 0513 « Хімічна технологія та інженерія »
Спеціальність 5.05130109 « Виробництво тугоплавких неметалевих і силікатних матеріалів і виробів »
Виконав студент:
Перевірив: І.О.Подать
Миргород
2014
ІНСТРУКЦІЯ З ОХОРОНИ ПРАЦІ В ЛАБОРАТОРІЇ ХІМІЇ
1. Заходити до лабораторії і лаборантської тільки з дозволу викладача.
2. Усі дії й пересування в лабораторії виконуйте спокійно, щоб ненароком не перевернути хімічний посуд з реактивами та прилади.
3. Займати в лабораторії завжди одне й те саме робоче місце й не переходити на інше місце без дозволу викладача.
4. Підтримувати чистоту і порядок на своєму робочому місці, мити за собою хімічний посуд.
5. Під час роботи не тримати на лабораторному столі нічого зайвого. На ньому можуть бути інструкція, робочий зошит (чорновик) і письмове приладдя. Підручники бажано тримати на письмовому столі, щоб уникнути попадання на них реактивів.
6. Не починати роботу, доки не перевірено, чи є все необхідне для дослідів, і не продумано послідовність виконання кожного з них.
7. Працювати швидко, але без зайвої квапливості, під час роботи дотримувати тиші.
8. Дбайливо ставитися до обладнання лабораторії.
9. Дотримуватися правил користування водогоном, газом, електричним струмом, не відкривати крани й не вмикати електричні прилади без потреби.
10. Дотримувати правил нагрівання, поводження з реактивами, хімічним посудом, лабораторним обладнанням. Знати запобіжні заходи під час роботи в хімічній лабораторії.
11. Знати місцезнаходження в лабораторії аптечки, протипожежних засобів і вміти ними користуватися в разі потреби.
12. Працювати в хімічній лабораторії обовязково в халаті.
13. Бути максимально обережними під час виконання будь-яких практичних і лабораторних робіт. Треба памятати, що неохайність, неуважність, недостатня обізнаність із властивостями речовин, з якими проводиться робота, можуть спричинити нещасний випадок.
14. Виконувати тільки ті хімічні досліди, які вказані в інструкції та узгоджено з викладачем, під його наглядом або наглядом лаборанта.
15. Уважно читати етикетку на посудині з речовиною, яку берете для досліду. Відкривши посудину, не кладіть пробку на лабораторний стіл боком, а ставте її на шляпку.
16. Реактиви для дослідів брати лише в тих кількостях, які зазначені в інструкції.
17. Якщо в інструкції не зазначено, яку масу чи обєм реактиву треба взяти, брати у такій кількості, щоб вона вкрила лише дно пробірки, а розчину не більше 1/6 її об'єму.
18. Наливаючи розчин, посудину з реактивом потрібно брати так, щоб етикетка була спрямована у бік долоні та знімати краплю з краю шийки посудини, бо рідина стікатиме по склу, псуватиме етикетку і може пошкодити шкіру рук.
19. Посудина, з якої взятий реактив, відразу ж закривається пробкою і ставиться на місце.
20. Під час нагрівання розчинів у пробірці потрібно користуватись спеціальним тримачем і уважно стежити за тим, щоб отвір пробірки був спрямований у бік від вас і інших працюючих, бо рідина внаслідок перегрівання може викинутися з пробірки.
21. Під час нагрівання рідин стежити, щоб не перегрівалися стінки посудини над рідиною (особливо, коли рідини мало), бо при потраплянні на перегріте скло крапель рідини посудина може тріснути.
22. Щоб уникнути перегрівання, ніколи не нагрівати пробірку лише знизу, а рівномірно прогрівати всю пробірку, весь її вміст.
23. Не заглядати у пробірку, в якій нагрівається рідина, і не нахилятися над посудиною, в яку наливається будь-яка рідина (особливо їдка), бо непомітні бризки можуть потрапити в очі.
24. Ніякі речовини не пробувати на смак.
25. Нюхати всі речовини обережно, не нахилятися над посудиною і не вдихати повними грудьми, а спрямовувати до себе пару чи газ рухами руки.
26. Бути особливо обережним під час роботи з лугами. Потрапляння навіть розбавлених розчинів лугів в очі може призвести до повної втрати зору. Якщо розчин лугу потрапив на руки, негайно змити його великою кількістю води до зникнення відчуття милкості.
27. Бути дуже обережним також під час роботи з кислотами. Особливо берегти очі. У разі потрапляння розчину кислоти на руки також негайно змити його великою кількістю води.
28. Бути особливо обережним під час роботи з нагрівними приладами
29. Гарячі предмети ставити на керамічну плитку або спеціальну підставку.
30. Відпрацьовані реактиви зливати у раковину (після їх нейтралізації), а цінні реактиви у спеціальні посудини.
31. Після закінчення роботи прибрати своє робоче місце, відключити воду, вимкнути електронагрівні прилади й обов'язково ретельно вимити руки.
32. Не класти свої сніданки на лабораторні столи й ніколи не вживати їжу в лабораторії хімії, не пити воду з хімічного посуду.
У разі нещасного випадку негайно звертайтеся до викладача !
З правилами охорони праці ознайомлений(а) та зобовязуюсь їх виконувати
______________________ (підпис)
ТЕМА. ВСТУП
Практична робота
Основи проведення експерименту та оформлення лабораторної документації
Мета: досягти усвідомлення важливості знання порядку та етапності проведення експерименту; сформувати вміння з оформлення лабораторної документації (письмових звітів)
Вимоги щодо виконання практичної роботи
Ознайомитись з теоретичним матеріалом теми за інструкцією і рекомендованою літературою, виконати завдання та оформити звіт
ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ
Планування й організація експерименту. Щоб правильно і організовано провести експеримент необхідно розробити інструкцію його проведення, з якою треба ознайомитися і яку обовязково потрібно дотримуватися при проведенні експерименту. Якщо експеримент складний, то для його кращого розуміння і виконання складається схема послідовності етапів і операцій, які відрізняються в якісному і кількісному' аналізі. Прикладом найпростішого дослідження є послідовність операцій при взятті наважки матеріалів на аналітичних вагах. Більш складний експеримент визначення вологості речовини (висушування речовини до постійної маси в сушильній шафі). Це дослідження включає три етапи:
- взяття наважки речовини;
- висушування в сушильній шафі до постійної маси;
- розрахунок вологості речовини за отриманими даними.
Кожен з цих етапів являє собою послідовність певних операцій. Так, на останньому етапі проводиться: підстановка числових даних, обчислення за формулою, аналіз отриманих даних і робиться висновок.
Якщо потрібно провести планування в часі, то необхідно врахувати час, потрібний для кожного етапу і кожної операції, зокрема при можливості паралельного одночасного проведення експерименту (визначення вологості і втрат при прожарюванні речовини та інш.) загальний час експерименту скорочується, що дає можливість швидше отримати кінцеві результати.
Проведення експерименту і оформлення його результатів. Після вибору методу, за яким проводиться експеримент, ознайомлення з інструкціями з охорони праці і виконуваної роботи, чіткої уяви послідовності етапів і операцій,
планування організації роботи, перевірки наявності матеріально-технічного забезпечення, починають проведення самого експерименту.
Експеримент може проводитися одним або кількома студентами одночасно, але у будь-якому випадку кожен студент повинен вести всі записи і своєму робочому зошиті і ці записи повинні давати повне уявлення про всі етапи і операції експерименту, незалежно від того, хто їх виконує. їх послідовність повинна відповідати послідовності за інструкцією і включати всі необхідні дослідні дані розрахунки, які треба виконати на кожному етапі записом розрахункових формул в літерному відображенні з обовязковим поясненням значення літер, які перед цим використовувалися.
Після розрахунків проводиться аналіз отриманих даних і пишеться висновок.
Після виконання кожного етапу експерименту отримані дані аналізуються і на підставі цього робиться висновок для кожного етапу. Після виконання всіх етапів дані аналізуються, узагальнюються, порівнюються з даними нормативних документів і на підставі цього робиться загальний висновок в залежності від поставленої задачі. Наприклад, у якісному аналізі про наявність досліджуваного катіону, аніону та хімічний склад досліджуваної речовини. У кількісному аналізі про кількісне співвідношення складових частин в речовині, а на підставі цього про можливість використання досліджуваної речовини у виробництві.
Оформлення і здача звіту з проведеного експерименту. Результати роботи повинні записуватись у лабораторний журнал (спеціальний зошит). Всі записи здійснюються під час занять. Не допускаються ніякі замітки на чернетках або на окремих випадкових аркушах паперу. Запис повинен бути чітким, коротким і зрозумілим. У журнал записують: назву роботи і назви дослідів; номера тиглів і бюксів; маси тиглів, бюксів, вихідних речовин, прожарених осадів; результати титрування, обчислень за формулами та інше. Доцільно записувати не просто кінцеві маси зважених речовин чи посуду, а й хід обчислення додавання мас гирьок у стовпчик. Це дозволить швидко виявити помилки, які досить часто трапляються при подібних обчисленнях. Особливо це важливо на початкових етапах хімічного аналізу доки студенти не набудуть достатніх умінь з фіксування результатів зважування. Записи повинні бути максимально послідовними.
Записи в лабораторному журналі перевіряються викладачем і після усунення недоліків оформляються на листах формату А4 у формі письмового звіту. Приклад форми звіту наведено нижче.
Захист звіту про виконаний експеримент здійснюється в установлені викладачем терміни. При цьому оцінюються: теоретичні знання студента, правильність виконання кожної операції та обчислень, дотримання правил техніки безпеки, уміння аналізувати й узагальнювати результати та робити висновки. До уваги береться також охайність та правильність оформлення письмового звіту. На захист практичних та лабораторних робіт виносяться питання і самостійної роботи студента.
Приклад оформлення письмового звіту
№. та НАЗВА ТЕМИ
№. та НАЗВА ЛАБОРАТОРНОЇ (ПРАКТИЧНОЇ) РОБОТИ
МЕТА: …………………………………………………………………………
ОБЛАДНАННЯ І МАТЕРІАЛИ: ………………………..……………………
№. та НАЗВА ДОСЛІДУ
ВИХІДНІ ТА ДОСЛІДНІ ДАНІ
№ (тигля) т (речовини)
т (тигля) V (розчину речовини)
№ (бюкса) N (розчину)
т (бюкса) та ін.
ОБЧИСЛЕННЯ
…….……………(Розрахункова формула і обчислення результатів)………………..
ВИСНОВОК:.........(Короткий висновок про результати експерименту)……...
Завдання до практичної роботи
Завдання 1. Організація й проведення експерименту
Хід роботи
1. Ознайомитись з теоретичними основами цієї інструкції.
2. Скласти схему послідовності всіх етапів підготовки, організації та проведення експерименту.
Завдання 2. Оформлення письмового звіту виконаної лабораторної (практичної) роботи
Хід роботи
1. Ознайомитись з вище вказаним прикладом оформлення письмового звіту про виконану лабораторну (практичну) роботу.
2. Під керівництвом викладача оформити письмовий звіт на запропоновану ним тему.
3. Користуватись цим зразком при самостійному оформленні письмових звітів виконаних лабораторних (практичних) робіт.
Запитання для самоконтролю і захисту практичної роботи
1. У чому суть планування й організації експерименту?
2. Яка послідовність етапів і операцій проведення експерименту?
3. Як оформляються результати експерименту?
4. У чому суть оформлення і здачі звіту з проведеного експерименту?
Рекомендована література
1.Августинник А. И. , Юрчак И.Я. Методи исследования и контроля в производстве фарфора и фаянса М.: Легкая индустрия, 1971 -432 с.
2. Иманов Г.М., Косов В.С. Производство художественной кераміки М.: Высшая школа, 1985 223 с.
3. Лукин Е.С., Андрианов И.Т. Технический анализ: и контроль производства керамики.
4. Мороз И.И. Справочник фарфоро-фаянсовой промьішленности т.1 ,2
М.: Легкая индустрия, 1971.
5. Стандарти та технічні умови на сировинні матеріали та готову продукцію.
6.Тюремнова Н.А. Приемка керамических и стекляных товаров по качеству Киев: Техника,1979- 95 с.
Розділ № 1 Технічний аналіз і контроль сировини.
Лабораторна робота№ 1.1
Тема роботи: « Відбір середньої і підготовка середньої проби »
Мета роботи: правильний відбір проб сировини підготовка її до аналізу, визначення вмісту домішок.
Обладнання та матеріали: пробовідбірники , совки, скляні банки, фарфорова чашка, піпетка, 10% НСІ, глина.
Короткі теоретичні положення.
Глина-це землиста мінеральна маса, або ламкова гірська порода ,що здатна утворювати з водою або іншими рідинами пластичне тісто , яке зберігає свою форму після висихання, а після випалювання набуває твердості каменю.
Основним породоутворюючим мінералом є каолініт АІ2 Оз, 2Sі02,2H2O
Перед дослідженням сировини необхідно попередньо провести відбір так званої середньої проби , яка повинна відображати склад і всі властивості дослідної сировини .
Середня проба - це невелика кількість матеріалу (піску чи глини) яка відповідає по своєму хімічному складу хімічним та фізичним властивостям ,всіх партій матеріалу
Правильність відбору проби та підготовки її до аналізу має велике значення при контролі виробництва, тому відбір її повинен проводитися точно за інструкцією.
Це відповідальна операція, тому що невірна характеристика даної' партії матеріалу може призвести до браку у виробництві.
Відбір проби здійснюється відповідно стандартам та технічним умовам. Проби поділяють на первинні ,які відбирають від усієї партії матеріалу і лабораторні ,які використовують для іспитів,(3-5 кг)
Техніка відбору проби залежить від способу доставки сировини (в тарі, навалом), а також від його фізичного стану (кусковий, сипучий).
Маса середньої проби залежить від:
а) розміру партії сировини;
б) гранулометричного складу;
в) методу іспитів сировини.
Маса об'єднаної партії формованих глин повинна бути не < 4кг, бетоніту - не < 10 кг, каоліну -не < Зкг, кускових кварц - польовошпатових матеріалів не < 150кг, кускового польового шпату - не < 400 кг.
Величина середньої проби може бути від 500 кг до 5 кг. Середню пробу сипучих матеріалів відбирають ковшами , совками, або спеціальними пробовідбірниками -щупами. Він являє собою металеву трубку довжиною 1,5 м і діаметром 15-20 мм, нижній кінець якої закінчується загостреною заглушкою; на верхньому кінці є рукоятка, приблизно на 3/4 довжини трубки зроблений виріз . Для того ,щоб відібрати пробу, щуп занурюють у матеріал на всю глибину, а тоді виймають. Матеріал, який попав у трубку через отвір, висипають у підготовлену ємкість. (глибина занурення не < 200 мм , маса не < 0,5 кг) рис. а для глини,
Коли відбирають пробу кускового матеріалу необхідно врахувати , що склад великих і дрібних кусків може відрізнятися . Тому треба відбирати різні по величині куски в такому відношенні, в якому вони містяться в прибулій партії сировини. Якщо матеріал надходить в тарі ( мішках, ящиках), то пробу відбирають з кожного, або з другого , п'ятого , десятого мішка або ящика по розробленій схемі. (В стандартах указана мінімальна кількість мішків ,з яких повинна бути відібрана проба).
Проби з штабелів матеріалу, який зберігається на складі, також відбирають методом вичерпування.. Пробу беруть лопатою або совком на глибині не менше 30 см.
Середню пробу суспензій і шлікерів відбирають спеціальними пробовідбірниками -кухлями.
Так, як суспензії при застосуванні мають здатність розшаровуватися то пробу слід відбирати після інтенсивного перемішування. Стальний циліндр , який переходить до низу в конус, може бути закритим одночасно знизу і зверху кришками з'єдна -ними стальним стержнем. Кухоль занурюють на задану глибину, а тоді тягнуть за мотузку. Кришка відкривається .суспензія заповнює кухоль, після чого мотузку послаблюють і кришки під дією своєї маси щільно закривають отвори .
Наприклад : плитка облицювальна
В партії в середній партії для яких цілей
500 шт. 50 шт. для визначення водопоглинання
і термостійкості
Середню пробу готових виробів встановлюють згідно стандарту в розмірі
0,5 -1 % від усієї партії. Середня проба повинна відображати якість виробів усієї партії. Об'єм лабораторних іспитів вказує ВТК в спеціальному документі, в якому заносять результати іспитів , і робить заключення про клас і сорт виробів , а також складає сертифікат партії.
Відібрана середня проба сировинних матеріалів і готових виробів , як правило перевищує ту кількість матеріалу, яка необхідна для іспитів , тому первинну пробу перетворюють і в лабораторну скорочуючи її по визначеним правилам . Перед скороченням матеріали подрібнюють.
Є три методи скорочення середньої проби:
1) за допомогою механічних подільників :
В рамку подільника встановлено від в до 12 жолобків - лотків , причому одна половина їх нахилена вліво , а друга вправо. Скорочений матеріал надходить зверху на раму і ділиться порівну між лівим і правим ящиком. Пробу з одного ящика відки- дають, а з другого знову скорочують до утворення .необхідної кількості матеріалу.
2) метод квартування;
При скорочуванні середньої проби методом квартування .добре перемішану пробу насипають у вигляді зрізаного конусу або диску. Далі ділять пробу двома перпендикулярними лініями на 4 частини. Дві протилежні частини відкидають і знову квартують.
3) метод вичерпування;
При скорочуванні середньої проби методом вичерпування беруть невелику по масі кількість матеріалу накладають тонким шаром у вигляді квадрату або прямокутника, розділяють на рівні квадрати, а потім з кожного другого квадрату шпателем надбирають невелику кількість матеріалу. Всі відібрані порції матеріалу змішують і утворюється лабораторна середня проба (3-5 кг).
Після скорочення пробу ще раз ретельно перемішують і ділять на дві рівні частини: Одну направляють на іспити , а другу (контрольну) насипають у скляну банку з щільною пробкою .опечатують і зберігають на протязі 2 місяців на випадок проведення арбітражних іспитів.
На банку наклеюють етикетку, на якій вказують підприємство - постачальника .найменування та марку товару, або матеріалу .номер партії, дату і місце відбору проби, .номер іспитів , посада і прізвище того хто проводив відбір та іспит проби. При відборі середньої проби сировини ,як правило, проводиться загальний її огляд (візуально) дозволяючий скласти макроскопічну характеристику матеріалу.
Опис глин повинен включати слідуючи відомості:
колір при різнокольоровості необхідно вказати її характер (світло - сіра , сіра з бурими прожилками .темно - сіра)
характер будови (жирна, щільна, рихла, піщана і т. п.)-
наявність окремих включень (лісчаних, вапняних, органічних, кам'янистих) Наявність карбонатних домішок виявляють за допомогою 10% НСі .Скипання при змочуванні глини НСІ вказує на наявність вапна (виділяється С02|)
Тонко дисперсні карбонатні породи, розкладаючись при випалюванні за схемою СиСОз>СаО +СО2, призводять до підвищення пористості керамічного черепка і дещо знижують його міцність.
Методи скорочення середньої проби
1) Метод квартування
2) Метод вичерпування
3) За допомогою механічних подільників
2 бункер, 3 жолоб, 4 - ящик
2
4
Контрольні питання:
Рекомендована література:
фаянса М.: Легкая икдустрия , 1971 - стор. 186 -193
2. Дудеров Г. Н Практикум по технологии керамики и огнеупоров
М.: Стройиздат .1953 - стор. 5 -7 .
3. Лукін Є.С.Технический акализ и контроль производства керамики
М. Стройиздат ,1986 - стор 4 - 30.
Лабораторна робота №1.2
Тема роботи: «Визначення вмісту крупнозернистих включень у глинистих матеріалах »
Мета роботи:навчитися визначати вміст крупнозернистих включень.
Обладнання і матеріали: технічні терези, миска, сита № 5,2,1, фарфорова чашка, сушильна шафа, глина
Короткі теоретичні положення:
Подрібнення матеріалів - важлива операція в процесі виготовленя керамічних виробів. Підготовка маси більшості керамічних матеріалів починається з процесу помолу та змішування сировинних компонентів При цьому від тонини помолу компонентів , тобто від дисперсності шихти, залежить швидкість та повнота протікання реакцій, як в твердо-, так і в рідкофазному стані в процесі опікання кераміки.
В залежності від ступеня подрібнення матеріалу керамічні маси поділяють на грубозернисті та тонкозернисті
Грубозернисті маси - це маси , в яких розмір частинок 0.5 мм та вище. Тонкозернисті - розмір частинок < 0.05-0.1 мм.
Грубозернисті маси використовують у виробництві грубої будівельної кераміки , а тонкозернисті -при виготовленні різних виробів побутового та електротехнічного фарфору. Гранулометричний склад грубозернистих порошків характеризують вмістом окремих фракцій, які отримують при відокремленні на декількох контрольних ситах з розмірами отворів від декількох міліметрів до 0 1 мм .
Кількісне визначення крупнозернистих включень (більше 0,5 мм) в відповідності з вимогами стандарту приводиться мокрим способом за допомогою сита з діаметром отвору 0,5 мм.
Глини по вмісту включень відповідно вимогам стандарту поділяють слідуючим чином:
а) в залежності від розміру включень:
- на дрібні, які вміщують зерна лише 2 мм;
середні зерна розміром 2-5 мм;
крупні зерна розміром більше 5 мм.
б) в залежності від вмісту включень розміром більше 0,5 мм:
- з низьким вмістом менше 1%
- з середнім вмістом 1-5%;
- з високим вмістом більше 5%
в) в залежності від характеру включень:
- закварцовані;
- залізні включення;
- карбонатні;
- гіпсові.
Порядок проведення лабораторної роботи.
Контрольні питання
Рекомендована література:
1.Августинник А. И. Методьі исследования и контроля в производстве фарфора и
фаянса М..: Легкая икдустрия , 1971 - 431 с. стор. 186 -193
2. .Лукін Є.С. Технический анализ и контроль производства керамики
М. Стройиздат ,1986 стор - 4 - 30.
3. Дудеров Г. Н Практикум по технологии керамики и огнеупоров
М..: Стройиздат .1953 стор. 5 -7
Лабораторна робота № 1.3
Тема роботи: Визначення дисперсності глин седиментаційним методом
Мета: Визначення гранулометричного складу за допомогою метода Сабаніна.
Обладнання та матеріали : годинникове скло, аналітичні терези, конічна колба, холодильник, газова плита, фарфорові чашки різного діаметру, секундомір, прилад Сабаніна , сито № 025, скляні палички, стакани, N14401-1, глина.
Короткі теоретичні положення:
Виробництво фарфорових виробів починається з приготування маси, яке відбувається на руйнуванні початкової будови сировинних матеріалів шляхом мокро -го помелу з послідуючим їх змішуванням. Одним з параметрів, який впливає на зміну структурно - механічних властивостей маси є ступень її дисперсності, яка характеризується гранулометричним складом. Дисперсність також є одним з важливих показників якості глазурі, помел якої відбувається аналогічно технологічні схеми приготуння маси. Ступінь дисперсності впливає в подальшому на характер фазових перетворень при тепловій дії в процесі виробництва продукту.
Контроль величини часток проводять ситовим аналізом, методом відмулювання, седиментації.
Седиментаційний аналіз використовується для визначення гранулометричного складу матеріалів з розміром частинок < 0,1 мм (глини, каоліни) Відмулювання за методом Сабініна є одним із методів седиментаційного аналізу.
Метод Сабаніна заснований на залежності швидкості падіння частинок в нерухомій рідині від їх розміру.
Якщо відома швидкість падіння частинок різної величини, їх розділяють на фракції, зливаючи частину стовпа рідини Н, яка вміщує у зваженому стані дослідний матеріал. Зливання проводять через деякі проміжки часу І з моменту скаламучення суспензії. Багатократним повторенням операції скаламучення й зливання повністю виділяють фракції частинок з швидкістю падіння меншого НЛ, причому у відстої залишаються всі частинки з швидкістю падіння більшого Н/і
Змінюючи в залежності від швидкості падіння частинок висоти стовпа зливаємо
рідини, а також час відстоювання, можна розділити дослідний матеріал на любі фракції. За допомогою цього методу можна швидко розділити на фракції матеріал з частинками розміром 0,25 до 0,01 мм.
Частинки розміром < 0,01 мм - це глинисті частинки. Частинки розміром > 0,25 мм - це піщані частинки.
Гранулометричним складом глини називається процентний вміст зерен (частинок) різної величини в глиняній породі.
Зерновий склад легкоплавких глин по фракціям (групам частинок одного розміру).
Фракція в мм вміст в %
1,0-0,25 • 0,2-12
0,25 - 0,05 2-26
0,05-0,01 12-46
0,01 -0,005 10-55
0,005 - 0,001 6-30
менше 0,001 9-50
Найбільш цінним для виробництва керамічних матеріалів є тонкі глиняні фракції з зернами розміром < 5 мм (< 0,005). Крім тончайших частинок в глинах вміщуються пиловидні фракції з зернами розміром від 5 до 50 мк (< 0,005 до 0,05 мм ) та піщані від 50 мк до 1 мм і більше. Фракції > 2 мм вважаються включенням.
Сировина по зерновому складу поділяється на : високодисперсне - вміщує фракції < 0,01 мм більш 85% і фракцій < 0,001 більше 60% дисперсне - якщо вміщує фракції < 0,01 мм від 40 до 85% і фракції <0,001 від20 до 60 %
- грубодисперсне - якщо цих фракцій відповідно < 40% та < 20 %. Чим більш дис -персна глиняна сировина ,тим вона пластичніше.
Для роботи зважуємо на годинниковому склі 4 г глини, висипаємо в конічну колбу, Змиваємо залишки частинок за допомогою промивалки. Додаємо води до половини
колби, а також 1 мл NН4ОН! і ставимо кип'ятити 1 годину.
Далі згідно інструкції.
Контрольні питання:
Як поділяється сировина по зерновому складу
Рекомендована література:
1. Дудеров Г. Н. Практикум по технологии керамики и огнеупоров М.:
Стройиздат, 1953 - стор. 53, 65 - 69.
2. Візір В.О. Кольорова та металізована кераміка Київ : Будівельник,
1973-87. стор. 10.
3.Кашкаєв И. С. Производство глиняного кирпича стор. 10
Лабораторна робота № 1.4
Тема роботи: Вивчення дисперсності глин і керамічних
порошків за допомогою ситового аналізу.
Мета роботи: навчитися визначати дисперсність керамічних порошків.
Обладнання та матеріали: прилад для визначення зернового складу, аналітичні терези, чорний глянцевий папір, технічні терези, миска, фарфорова чашка, сито, сушильна шафа, глина або каолін, промивалка.
Короткі теоретичні положення:
Дисперсність ступінь подрібнення матеріалу.
Дисперсний склад (вміст часточок різної крупнисті) є одною з важливих характеристик дисперсних керамічних матеріалів: глин, каолінів, мас і т.д.
Для дослідження цих матеріалів застосовують різні методи дисперсного аналізу: ситовий, седиментаційний, мікроскопічний.
Ситовий аналіз застосовують для визначення гранулометричного складу матеріалів з розміром зерен більше 0,04 мм, а також для відокремлення грубозернистої частини порошків. Ситовий аналіз проводять сухим і мокрим способом.
Механічні домішки в глині визначають по мокрому способу.
При мокрому способі ситового аналізу наважку матеріалу розпускають у воді, а тоді переносять на сито і промивають до тих пір, поки промивні води не стануть прозорими. Вміст домішок у глині розраховують за формулою:
П = (q1 / q0) х 100 %
де q1 залишок на ситі, г
q0 початкова наважка, г
Для визначення гранулометричного складу застосовують метод ситового аналізу. Принцип аналізу полягає в застосуванні набору сит з різними розмірами отворів.
Порядок проведення лабораторної роботи.
наважку 100 г.
Для визначення гранулометричного складу матеріалів необхідно зробити слідуючи:
№ 270. Верхнє сито закривається кришкою.
№ СИТА |
СТОРОНИ КВАДРАТНОГО ОТВОРУ В ММ |
КРИШКА |
|
6 |
3,200 |
12 |
1,600 |
20 |
0,850 |
30 |
0,600 |
40 |
0,420 |
50 |
0,303 |
70 |
0,210 |
100 |
0,150 |
140 |
0,105 |
200 |
0,075 |
270 |
0,056 |
-270 (лоток) |
матеріал |
Кількість матеріалу для аналізу q, г |
Пройшло через сито № 0056 (по мокрому способу) |
Залишки на ситах (сухий спосіб) |
||||||||||
№ 0056(на піддоні) |
№... |
№... |
№... |
№... |
|||||||||
г |
% |
г |
% |
г |
% |
г |
% |
г |
% |
г |
% |
||
Зробити висновок.
Лабораторна робота № 1.5
Тема роботи: « Визначення пластичності глин згідно діючого стандарту »
Мета роботи: Визначення верхньої межі пластичності за допомогою збалансованого конусу. Межі розкатування, встановлення числа пластичності глини згідно класифікації.
Обладнання і матеріали: збалансований конус, миска, сито, ступка, бюкси, аналітичні терези, глини.
Короткі теоретичні положення:
Під пластичністю розуміють властивості глини при затворенні з водою утворювати пластичне тісто, яке під дією зовнішніх зусиль може приймати любу форму без розривів та тріщин і зберігати її після сушки та випалу.
Пластичність глиняних матеріалів залежить від :
(Тонкодисперсні глини мають більш високу пластичність, чим грубодисперсні каоліни і потребують більше води для свого затворення ). По показнику пластичності глини класифікують :
Для визначення пластичності існує рад методів
1.Простий спосіб, який дає наближені результати, полягає в тому, що з глини формують циліндри, які потім згинають до появи тріщин. Чим пластичніша глина, тим менший радіус дуги при якому утворилась тріщина.
2.Метод куль - формують кульки діаметром 50 мм. Свіжосформовану кульку кладуть на підставку приладу Віка, а на рухому пластинку з поділками, що знаходиться над кулькою ставлять відро для навантаження. При навантаженні на кульку в момент появи на ній тріщин визначають О вже сплющеної кульки, коефіцієнт пластичності визначають за формулою :
К = ((dо-d1) : dо)х р%
де d0 - початковий діаметр кульки, мм
d1 - зменшений 0 сплющеної кульки, м
р - загальне навантаження, кг
найвищий О коеф. - 6,8 : 7,2 ; середній 3,3: 3,6; мало плавкий 2 :2,4
Найбільш поширеним з них метод Васильєва. По цьому методу визначається число пластичності, яке являє собою різницю між вмістом води у глині при верхній межі пластичності і вмістом води у глині при нижній межі пластичності.
П = W1 W2 - кількісна міра пластичності глини
де П - число пластичності, %
W1 - водовміст у глині при верхній межі пластичності, %
W2 - водовміст у глині при нижній межі пластичності, %
Верхня межа пластичності - це такий стан глини, коли глиняне тісто розрізане на дві частини спеціальним шпателем при трьохразовому струшуванні з'єднується знову:
W1 = ((а-в) : в) х 100%
де а - наважка тіста до сушки, г
в - наважка тіста після сушки, г
Нижня межа пластичності - це такий стан глини, коли джгутики, розкачані з глиною тіста, почнуть розсипатися на окремі маленькі частини :
W2 = ((а-в):в)х 100%
Діаметр джгутиків 2,5 - 3 мм, довжина 3 - 10 мм .
Верхню межу пластичності визначають за допомогою збалансованого конусу. Збалансований конус складається з металевого конусу із загальною висотою 25 мм, кут при верхівці дорівнює 30°. На висоті 7,5 мм від верхівки конусу нанесена тонка кругова позначка. Коромисло зі збалансованим пристосуванням служить для того, щоб конус занурювався в тісто вертикально.
Примітка:
Вологість робочого тіста із високо пластичних складає 25 -ЗО % та більше, із середньо пластичних - 20 -25 %, та мало пластичних( пісних) -15-20%.
И.С.Кашкаев стр.25
Для підвищення пластичності - тривале вилежування, відмулювання, паро прогрів,
вакуумування, додавання більш пластичних глин і різних пластифікуючих матеріалів, наприклад, ССБ.
Для зменшення пластичності та підвищення вологопроводності при сушці в глину додають різні непластичні матеріали - кварцовий пісок, шамот, шпат, опилки
Контрольні питання:
.
Рекоиендована література:
1. Августинник А.И. Методы исследования и контроля в производстве фарфора и фаянса - М.: Легкая индустрия 1971 - 432 с. стр. 203-209
2. Лукин Е. Технический анализ и контроль производства керамики - М.: Стройиздат, 1986 - 272 с. стр.41 47
3. Мусієнко П.Н., Виробництво художньої майоліки - Київ, Львів
4. Федорова Н.І. Технічна література України , 1948 - 89 с.
Лабораторна робота № 1.6
Тема роботи: « Визначення водозатворення глинистих матеріалів »
Мета роботи: Визначення кількості води затворення, необхідної для надання глині нормальної робочої консистенції.
Обладнання і матеріали: миска, ступка, мікропробірка, шпатель, сито, аналітичні терези, бюкс, сушильна шафа, глина.
Короткі теоретичні положення:
Водозатворення глин характеризується кількістю води, яка входить в масу з глини та води.
Кількість води для за творення характеризує оптимальну вологість мас, яка за- безпечує нормальну роботу формувальних агрегатів і якість сформованого виробу. Водозатворення залежить від :
а) ступені дисперсності глини (чим > дисперсність тим > водозатворення )
б) вмісту глиняної речовини (чим > глиняної речовини тим > водозатворення )
в) природи глинястих мінералів (у монтморилонових глин водозатворення більше ніж
у каоліні)
Формувальну вологість глин визначають на приладі Віка, по молекулярній влагоємкості та по методу набрякання.
Для визначення водозатворення глини і визначення кількості води необхідної для глиняного тіста нормальної формувальної вологості потрібно визначити три величини:
1. Повний водовміст Пв. характеризує в деякій степені пластичності та зв'язуючу здатність глинистого матеріалу, а також усадку його при сушці.
Повний водовміст - це кількість води, яка містится в глиняному тісті нормальної робочої вологості, вираженої в % до маси тіста.
Пв=((а-б):а) х 100%
де а - маса наважки тіста нормальної формовочної вологості до сушки, г б - маса наважки тіста після сушки, г.
2. Робочий водовміст - це кількість води в %, яку додають до повітряно сухої глини для перетворення її в тісто нормальної формувальної вологи яке виражають у % до маси тіста:
Рв.= ((100 х а - ав - 1006) : 100 а - ав) х 100%,
де в -гігроскопічна волога, г
3. Водозатворення - це кількість води, яка міститься в тісті нормальної формувальної
вологості і виражається в % до маси абсолютної сухої глини.
В3 =((а-б) : б) х 100%
Вміст води затворення знаходиться в масах від 50 % до 18%. Приготувати тісто нормальної формувальної вологості. Зважити бюкс, відважити в ньому 10 г тіста, відбираючи шматочками з різних місць.
Висушити зважену при t = 105 -110°С до постійної маси. По одержаних даних розрахувати В3, Пв, Рв.
Контрольні питання:
Рекомендована література:
1. Лукин Е. С. Технический анализ и контроль производства .- М.: Стройиздат
1986-272 с. стор. 34-40
2. Августинник А. И. Методы исследования и контроля в производстве фарфора
и фаянса - М.: Легкая индустрия 1871 - 432 с. стор . 199
Лабораторна робота № 1.7
Тема роботи: Приготування керамічної маси та формування
зразків.
Мета : Приготування керамічних мас нормальної формовочної вологості одним з
методів, а також формування зразків для дослідження керамічної сировини.
Обладнання та матеріали : Ступка, сито, технічні терези, миска, мензурка, мікро-
пробірка, набір форм, качалка, клейонка, рейки, ніж, мастильне масло,
скло, глина.
Короткі теоретичні положення.
Для того щоб визначити технологічні властивості глин та каолінів необхідно, щоб їх проби були підготовлені у вигляді пластичної маси.
Є 2 способи приготування керамічних мас нормальної формовочної вологості: а) шлікерний, б)пластичний.
При шлікерному способі глину спочатку переводять в стан текучої суспензії, перемішують у пропелерній мішалці на протязі 2-4 годин , а тоді лікер виливають у плоскі гіпсові форми і зверху накривають гіпсовими дошками. Обезводнення ведуть до тих пір поки не полупиться маса нормальної робочої вологості - це така маса , яка добре формується і не липне до рук.
Якщо масу готувати пластичним способом , то подрібнену глину замочують такою кількістю води, щоб утворилось тісто нормальної формовочної вологості.
Приготовлену масу тим, чи іншим методом проминають, щоб виділити бульбашки повітря . Проминають вручну послідовно від центра до країв. Для того щоб перевірити якість маси, від неї відрізають проволокою стрічку товщиною 1 см і довжиною 10 - 15 см, розтягують і одночасно струшують. Якщо маса погано пром'ята, то на зрізі будуть видні приховані бульбашки повітря. Перед тим як формувати, масу розрівнюють за допомогою качалки. Товщина регулюється за допомогою рейок. Зразки формують за допомогою металевих форм, які перед цим змащують машинним маслом.
Подрібнити глину, просіяти через сито № 1, тоді відважити на технічних терезах 100 г. Висипати глину в миску, налити 15 мл води, а тобі по 2 -3 мл, і щоб утворилося тісто нормальної формованої вологості.
А тоді розраховуємо кількість води на 700 г глини. Приготовлену масу відбиваємо ( вакуумуємо), щоб видалити повітря, а тоді формуємо зразки
на 100 г глини - 20 мл Н2О
на 700 г глини - х
х = (700x20) : 100.= 140 мл води
- 6 зразків розміром 50 * 50 *8 мм, для визначення повітряної та вогняної усадки. (За допомогою лінійки та голки проводимо діагоналі, а тоді за допомогою штангенциркуля на кожній діагоналі ставлять позначки глибиною 2 - 3 мм - відстань між позначками 50 мм ) (див. рис. а)
6 зразків для визначення зв'язуючої здатності глин розміром 70 х 15 * 6 мм.
див. рис. б
2 зразки для визначення узгодження глазурі з керамікою (робимо поглиблення
І = 55 мм та h= 3 мм) (див. рис. в)
2 великих, та 2 маленьких конуса для визначення вогнетривкості див. рис. а)
-1 зразок розміром 80* 40x15 мм для визначення К глин до сушки (розрізати його на три рівні частини, обв'язати шпагатом, зважити на технічних терезах кожну частину і визначити V у часі.) (див. рис. д)
Відформовані зразки покласти на скло, і накрити спеціальним папером. Поставити сушити на полку, (див. рис. е)
Контрольні питання:
Рекомендована література:
1. Лукин Е. С. Технический анализ и контроль производства
М. Стройиздат, 1986. - 272 с. Стор. ЗО, 33.
Лабораторна робота № 1.8
Тема роботи: « Визначення зв'язуючої здатності глин. »
Мета роботи: Визначення здатності глин до формування при різному ступеню спізнення їх піском, межу зміни механічної міцності висушеного зразка в залежності від ступеня спізнення.
Обладнання та матеріали: ступка, сито, миска, мензурка, шпатель, кекс, форми, планки, клейонка, качалка, скло, сушильна шафа, наждак, штангенциркуль, технічні терези, прилад Іванова, глина, пісок.
Короткі теоретичні положення.
Зв'язуюча здатність глини - це здатність глини зв'язувати додані до неї непластичні матеріали в однорідну масу, яка добре формується і зберігає міцність у висушеному стані. Вироби після сушки мають міцність, яка забезпечує їх цілісність при подальших виробничих операціях( транспортуванні, механічній обробці). В залежності від зв'язуючої здатності глини поділяють:
Критерієм зв'язуючої здатності є число пластичності. Вимірюється зв'зуюча здатність глин кількістю піску, при добавленні якого утворюється маса з числом пластичності 7. При іспитах неспіснюючих глин визначають так звану зв'язність глиняної маси в інших випадках їх зв'язуючу здатність.
В якості спіснюючого матеріалу застосовується кварцовий пісок з великим вмістом SіО2 (не менше 98% ).На показник зв'язуючої здатності впливає не тільки кількість доданого піску але його природа та зерновий склад. Зв'язуючу здатність оцінюють як кількісно так і якісно.
Кількісно зв'язуючу здатність можливо охарактеризувати двома методами.
1. Метод заключається в визначенні пластичності мас спісненим піском.(Дивиться вище як поділяють глини по зв'язуючій здатності).
2.Метод заснований на визначенні межі міцності при зі ,іні, розтягуванні або стисканні зразків виготовлених з мас з різним вмістом піску.
глина 100 80 60 40 20
пісок 0 20 40 60 80
Для якісної характеристики зв'язуючої здатності дають візуальну оцінку її формувальних властивостей: .добре формується ", „ задовільно формується", „ погано формується ", „не формується".
Подрібнюємо і просіюємо глину через сито. Зважуємо глину і пісок для складання сумішей. Добре перемішуємо суміші в суху, тоді зволожуємо необхідною кількістю води, доводимо до нормальної формувальної вологості і формуємо з кожної суміші по 6 зразків розміром 70х5х6 . Відформовані зразки висушуємо на повітрі, а тоді в сушарці при t= 105- 110°С.
Випробування зразків проводиться на приладі Іванова. Потрібно випробувати не < 5 зразків. За показник міцності приймають середнє значення результатів 5 зразків. Міцність розраховують за формулою:
Р3г = 45 Р : (в+h2) кг/см3
де Р - руйнуюча сила, кг
в - ширина зразка, см
h- висота зразка, см
Результати випробувань заносимо в таблицю.
№ п\п |
hм2 |
Всм |
Ркг |
Rкгм3 |
|
100 % |
1. 2. 3. 4. 5. |
Контрольні питання:
1 .Що таке зв'язуюча здатність глин.
2.Як поділяють глини в залежності від зв'язуючої здатності.
Рекомендована література:
1. Лукин Е. С. Технический анализ и контроль производства керамики
- М.: Стройиздат. 1986 - 272с. стор. 60 - 63,183
2. Дудеров Г. Н. Практикум по технологии керамики и огнеупоров - М.:
Стройиздат. 1953.- 387с. стор.37 -41.
Лабораторна робота № 1.9
Тема роботи: « Визначення коефіцієнта чутливості глин до сушки. »
Мета: Визначення відношення глин до сушки.
Обладнання і матеріали: ступка, сито, технічні терези, миска, мензурка, шпатель мензурка, ніж, об'ємомір, сушильна шафа, 3 мотузки, глина, час.
Короткі теоретичні положення.
На виробництві різних керамічних виробів сушка є важливим технологічним процесом, тому відношення глини до сушки має велике значення. Вибір режиму сушки визначається властивостями матеріалу, формою і розмірами виробів і таке інше. В процесі сушіння глина тріскається. Чим вона чутливіша до сушки, тим сильніше відбувається розтріскування.
Чутливість глини визначається її тріщіностійкістю при сушці. Поява тріщін зв'язана з напругою, яка виникає в результаті неодинакової величині усадки по перерізу і по поверхні виробів. Тріщіни утворюються в ту мить, коли значення виникаючої напруги перебільшує межу міцності матеріалу. З збільшенням міцності глин збільшується і їх тріщіностійкість. Тріщіностійкість залежить від совокупного впливу таких властивостей глини, як міцність, вологоповідність, повітряна усадка.
Поведінка керамічних виробів у сушці характеризується коефіцієнтом чутливості глин До сушки. Фізичне значення цього коефіцієнту полягає в тому, що він виражає відношення об'ємної повітряної усадки до пористості зразка в повітряно - сухому стані. Кч визначають різними методами:
Коефіцієнт чутливості глин до сушки визначається за формулою:
Кч = V х V0(G0 G):V0 V) 1)
Ф -ла Носової 3. А.
де \/о ,Оо - об'єм і маса свіже сформованих зразків ,
V ,G - об'єм, см3, і маса , г, зразків в повітряно - сухому стані.
Позначкою Кч глини класифікують :
Зразок розрізати на 3 частини, обв'язати шпагатом і зважити на технічних терезах, тоді визначити об'єм в об'ємомірі і поставити сушити в сушильній шафі при t = 105°-110С. Зважити і занурити в час на добу, а тоді визначити об'єм в часі. По
Отриманих результатах зробити розрахунки.
Назва глини |
Номер зразка |
Маса свіжосформованого зразка |
Обєм свіжо сформованого зразка |
Маса висушеного зразка |
Обєм Зразка насиченого в часі |
Приймається середнє значення з 3х визначень.
Контрольні питання:
в цех 1 випалу.
Рекомендована література:
1. Лукин Е.С Технический анализ и контроль производства кераміки. - М.:
Стройиздат, 1986 - 272 с. стор.63
Лабораторна робота № 1.10
Тема роботи:«Визначення повітряної , вогняної усадки глинистих матеріалів »
Мета роботи: Оцінка поведінки глин при сушці та випалі і відповідна їх класифікація.
Обладнання і матеріали: ступка, сито, миска, мензурка, рейка, клейонка, форма, качалка, голка, лінійка, штангенциркуль, сушильна шафа, піч, глина.
Короткі теоретичні положення.
Визначення усадки керамічних мас проводиться при дослідженні сировини в контролі виробництва з метою:
Повітряна усадка глиняних матеріалів - це зменшування лінійних розмірів сформо -ванних зразків під впливом фізичних процесів, які відбуваються при сушці.
Визначаються:
Zпов. = ((Іо- I1) : Іо) х 100%
де Іо - початкова відстань між позначками, мм
I1 - відстань між позначками після сушки, мм
Для різних глин усадка буває в межах 2,5 до 11 %
Величина повітряної усадки залежить від:
а) складу і властивостей матеріалу; / Усадка монтморілонітових глин > ніж каолінітових
високо та середньо пластичні глини мають лінійну усадку > 10%
помірно пластичні від 6 -10%
мало і непластичні - < 6%
б) від умов сушки / При помірній сушці в природних умовах зразки дають більшу усадку з швидким підйомом температури/
Вогняна усадка - це зміна лінійних розмірів повітряно - сухого зразка в результаті Фізично - хімічних процесів, які відбуваються при випалі керамічних виробів. Вогняна усадка пояснюється видаленням вологи, а також вигоранням вуглецю та сірки.
Домішки піска в глинах дуже знижують вогняну усадку, а іноді можуть дати „ рост" виробу в випалі.
Визначення вогняної усадки суміщають з оцінкою спікання глиняних мас.
Визначається: Zвог = ((I1-I2):I1)х100%
де I2-відстань між позначками після випалу, мм Знаходиться в межах від 2 до 8 %
Повна усадка - це зміна лінійних розмірів зразка після сушки та випалу
Визначаються: Zпов. = ((Іо- I2) : Іо) х 100%
Повна усадка не дорівнює сумі повітряної та вогняної усадок.
Контрольні питання:
Рекомендована література:
1. Дудеров П. Н. Практикум по технологи керамики и огнеупоров. М.
Сторйиздат. 1953 - 378с стор. 173
2. Лукин Е. С. Технический анализ и контроль производства. М .:
Сторйиздат - 272 с. стор. 64
Лабораторна робота № 1.10
Тема роботи: « Визначення вогнетривкості глиняних матеріалів.»
Мета роботи: визначення вогнетривкості глин і керамічних мас.
Обладнання і матеріали: ступка, сито, миска, мензурка, шпатель, технічні терези, форми, контрольні піроскопи, вогнетривкий матеріал, глини, піч з t = 1350°.
Короткі теоретичні положення.
Вогнетривкість - це здатність матеріалу протистояти дії високих температур і при цьому не розплавитися.
Показником вогнестійкості - є температура, при якій зразок із даного матеріалу виготовлений у формі трьохгранної піраміди в процесі плавлення торкається своєю верхівкою підставки. / Падіння конусу/.
Фактори, які впливають на показник вогнетривкості поділяються на 2 групи:
1) обумовлені властивостями випробуваного матеріалу / хімічний та мінералогічний
склад матеріалу, розмір частинок; обопільне розміщення кристалічних та скловид-них фаз./
2) залежні від умов та методу проведення випробування / форма зразка, та його
установка на вогнетривку підставку, швидкість нагрівання при іспитах, характер га -
зового середовища у печі./
Вогнетривкість залежить від вмісту в складі глин різних оксидів /збільшення кількості АІ2О3 збільшує вогнетривкість глини, а оксиди лугових матеріалів знижують вогнетривкість бо є плавкими.
В залежності від вогнетривкості керамічні матеріали класифікують:
1. високовогнетривкі - вогнетривкість > 2000°С
2. вогнетривкі - вогнетривкість від 1580° - 2000°С
3.тугоплавкі - вогнетривкість від1350° - 1580 С
легкоплавкі - вогнетривкість нижче 1350° С
Контроль температури здійснюється за допомогою термопари, або піроскопів, виготовлених у вигляді зрізаної піраміди.
Позначається вогнетривкість матеріалу номером того стандартного контрольного піроскопу, який падає одночасно з досліджуваним зразком. Чисельне значення температури падіння піроскопу відповідно його номеру збільшеному у 10 разів (№130-1300°С ). Піроскопи виготовляють із спеціальних керамічних мас. За допомогою піроскопів виміряють температуру в печах періодичної дії. Контроль в печах виконують також за допомогою термопар:
а) платинородій - платинові (ТПП)
б)платинородій-платинородієві(ТПР)
в)хромель - алгомелєві (ТХА)
г) хромель копелєві (ТХК)
А також за допомогою пірометрів:
а) оптичний - 800°- 7000° С
б) радіаційний - до 2500° С
в) термоелектричний /за допомогою термопар /
З пластичної вогнетривкої маси /шамот, каолін/ формують підставку діаметром 45 -50 мм та товщиною 10 мм. Відформовані зразки у вигляді трьохгранної піраміди розмішують на підставці та ставлять на випал після сушки. Розміщення піроскопів на підставці. Глибина занурення - 3 мм.
Контрольні питання:
Рекомендована література:
1. Лукін Е. С. Теханаліз та контроль виробництва кераміки.
М.: Будвидав., 1986-272с. стор. 85
Лабораторна робота № 1.12
Тема роботи: « Визначення кварцу в пегматиті.»
Мета роботи: Макроскопічне визначення вмісту кварцу в пегматиті і встановлення придатності пегматита в виробництві.
Обладнання і матеріали : технічні терези, лупа, папір чорний, скляна паличка, скло, проба пегматиту.
Короткі теоретичні положення.
Пегматит - це польовий шпат, який має включення кварцу. В пегматиті допускається до 30% вмісту кварцу 1-2 ґатунку, а в 3 - до 40% .
пегматит використовується в керамічних масах, як плавень, сприяє спіканню деяких видів керамічних виробів.
Калієвий, польовий шпат (ортоклаз К2О х AI2О3 х 6SIO2),
натрієвий (альбіт Ма2ОАІ2О3 х 6SIO2), кварц SIO2- є основними мінералами пегматита. колір польового шпату залежить від домішок і буває білий, сірий, рожевий. Зерна польового шпату мають особливий блиск на прогалинах спайності. Зерна кварцу мають рівномірний скляний блиск і неправильну форму. На технічних терезах зважити 5 наважок по З г , розфасувати зерна польового шпату, кварцу, пегматиту. Зерна пегматиту відкидають і в розрахунок не приймають. Зважити окремо зерна кварцу і польового шпату. Кількість кварцу у кожній наважці розраховують за формулою:
К= P : (Р+q) х 100 x 0,9%
де Р - маса зерен кварцу, г
q - маса зерен польового шпату, г
0,9 - поправний коефіцієнт.
Контрольні питання:
Хід виконання роботи.
Рекомендована література:
1. Августинник А. И. Методы исследования и контроля в производстве фарфора и фаянса. М.: Легкая индустрия , 1971. - 417с. стор. 229.
Лабораторна робота № 2.1
Тема роботи: «Визначення показника пружності і порогу структуроутворення каолінової суспензії.»
Мета роботи: Визначення групи каоліну по показнику пружності каолінової суспензії, а також визначення групи каоліну прискореним методом.
Обладнання і матеріали: технічні терези, пікнометр (циліндр), воронка, миска, мензурка, циліндр ємністю 500 см3, паличка скляна з гумовим наконечником, набір денсиметрів, фільтрувальний папір, каолін.
б) ступка, мензурка, мікропробірка, годинникове скло, аналітичні терези, проба каоліну.
Короткі теоретичні положення.
Показник пружності каолінової суспензії - це різниця між густиною каолінової суспензії визначеної ареометром та густиною визначеною пікнометром (1,35-1,37 г/см3).
Ця різниця виникає за рахунок структуроутворення в каоліновій суспензії. В результаті цього процесу розвиваються пружні сили, які перешкоджають зануренню ареометра до позначки відповідної пікнометричної густини шлікера. Показник пружності каолінових шлікерів є мірою їх стійкості, наприклад : чим > значення пружності глазурі, суспензії, тим вона стійкіша і тим товщий шар глазурі на виробах. Якщо показник пружності дуже великий, то шар глазурі потріскається, а якщо низький призведе до потьоків глазурі на виробах.
Поріг структуроутворення - це такий стан каолінової суспензії, при якому її пружні сили зникають. Тобто різниця динсиметричної та пікнометричної густини на порозі структуроутворення дорівнює нулю. Чисельно поріг структуроутворення характеризують тією максимальною густиною суспензії, при якій показник пружності стає рівним нулю.
По показнику пружності каоліни поділяють на три групи:
1) показник пружності < 0,05
Каоліни дають схильність до розшарування шлікера з підвищеним розжиженням. При приготуванні з них формувальних мас відбувається розшарування в фільтрпресних коржах. Маси мало пластичні і володіють хисткістю.
2) показник пружності від 0,05 - 0,4:
Каоліни дають шлікери і маси з нормальними робочими властивостями.
3) показник пружності > 0,4 :
Каоліни погано піддаються розжиженню, потребують підвищеного водовмісту в ливарних шлікерах - маси з них можуть формуватися, а черепок відлитих і за формованих виробів має підвищену вологість. Є прискорений метод визначення групи каоліну, згідно якого:
Контрольні питання:
Рекомендована література:
1. Лукін Е. С. Теханаліз та контроль виробництва кераміки. М.: Будвидав., 1986-272с. стор. 122
Лабораторна робота № 2.2
Тема роботи: « Визначення хисткості каоліну та глиняних мас.»
Мета роботи: Визначення ступені хисткості глиняної сировини та природності її у виробництві.
Обладнання і матеріали: хисткомір, обойма - кільце, скло, ніж, трубка металева з поршнем, секундомір, маса.
Короткі теоретичні положення.
Керамічні маси в залежності від сировини і введених в масу електролітів часто набувають властивостей хисткості. Ця властивість виявляється втому, що щільна на вигляд маса, яка знаходиться в робочому стані розтікається від невеликого струшування, в результаті чого вона важко формується, дає брак при транспортуванні, а також в стадії сушки напівфабрикату.
Метод визначення заснований на вимірюванні ступені деформації зразка із дослід-жувального матеріалу. Хисткість визначається за допомогою спеціального приладу хисткоміру. який приводиться в дію на визначений час. За рахунок вібрації зразок, в залежності від хисткості маси більше або менше осідає і збільшується у основи по діаметру, який при цьому доходить до тієї чи іншої площадки. Показником хисткості маси - є середній радіус основи деформованого зразка, в залежності від ступені їх хисткості дають слідуючи показники хисткості при радіусі зразка рівному 8 мм і висоті 20 мм :
8- 9 мм - нехисткі маси ;
9-10 мм - слабо хисткі маси;
10 -15 мм - хисткі маси;
> 15 мм - дуже хисткі маси.
Хисткомір характеризується чистотою вібрацією площадки 4000 за хвилину при амплітуді 1 мм. При цьому довга тривкість вібрації на основі іспитів прийнято 20 секунд. Використовуючи цей прилад можна на протязі 1-2 хвилин визначити показник хисткості пластичної маси.
Контрольні питання:
1. Назвіть категорії хисткотривкості мас.
2. Практичне значення даного визначення.
3. Будова приладу.
4. Методика визначення.
Рекомендована література:
Лабораторна робота № 2.3
Тема роботи: «Визначення текучості і загустіння ливарних керамічних мас»
Мета роботи: Визначення властивостей шлікеру та його придатності для відливання керамічних виробів.
Обладнання і матеріали: Віскозиметр Енглера, колба ємністю 100 см3, секундомір, сито, стакан, проба шлікеру.
Короткі теоретичні положення.
Керамічні вироби формують методом лиття водних суспензій в гіпсові форми. Якість таких виробів в значній мірі визначається властивостями ливарного шлікеру, головним з яких - достатня текучість при мінімальній вологості, мале загустіння, стійкість до розшарування.
Визначення текучості дозволяє судити про рухомість та в'язкість шлікерів. Текучість - це величина обернена в'язкості. Керамічні суспензії характеризують так називає-мою умовною в'язкістю - це відношення часу витікання шлікеру через ЗО секунд. Відстоювання до часу витікання такої ж кількості води. В'язкість повинна бути такою, щоб забезпечити добре заповнення гіпсової форми та злив надлишкового шлікеру, швидкий набір маси.
В'язкість залежить від кількості води в шлікері; при зменшеній кількості води в'язкість шлікеру в перший період збільшується повільно, а тоді дуже різко. На в'язкість шлікеру впливає температура навколишнього середовища.
Ступінь загустіння шлікеру - це відношення часу витікання шлікеру через 30 хвилин відстоювання до часу витікання шлікеру через 30 секунд відстоювання.
К =t30 хв : t30 с - коеф. загустіння
У = t30 сш : t30 св -вязкість
Цей показник характеризує рухомість шлікеру після заливки в гіпсові форми, обумовлену його тиксотропічними властивостями. Всі ці величини визначають за допомогою віскозиметра Енглера.
Віскозиметр Енглера складається з двох циліндричних, латунних сосудів, встанов-лених один в другий. Внутрішній сосуд має в центрі отвір діаметром 6 або 7 мм, який закривається дерев'яною паличкою. На внутрішніх стінках сосуду на однаковій висоті від дна закріплені три гострі штифта зігнутих під прямим кутом. Штифти служать вказівником висоти рівня шлікеру в віскозиметрі і одночасно показником його горизонтального положення.
Шлікер має відповідати слідуючим властивостям:
Текучість по Енглера , с 10 - 20
Коефіцієнт загустіння 1,8 - 2,2
Вологість, % 30 - 35
Густина ,г/ см3 1,74 1,77
Віскозиметр Енглера
1 термометр; 2 - штир пробка; 3 внутрішня судина; 4 термостат; 5 мірна судина приймальник
Контрольні питання:
Рекомендована література:
1. Лукін Е. С. Теханаліз та контроль виробництва кераміки. М.: Будвидав.,
1986-272с. стор. 123
2. Августинник А. И. Методьі исследования и контроля в производстве фарфора и фаянса. М .: Легкая индустрия , 1971. - 431 с. стор. 261.
Лабораторна робота № 2.4
Тема роботи: «Визначення швидкості набору черепка та вологовіддачі
ливарних керамічних мас.»
Мета роботи: Встановлення залежності вологовіддачі та швидкості набирання черепка від тривалості перебування шлікеру у гіпсових формах.
Обладнання і матеріали : сито, стакан, шпатель, гіпсові стержні, штангенциркуль , технічні терези, секундомір, сосуд з шлікером.
Короткі теоретичні положення.
Наряду з в'язкістю шлікера необхідно знати ступінь його водовіддачі, яка обумовлює швидкість утворення черепка в гіпсовій формі та час вистоювання виробів у формах. При литті шлікеру в гіпсову форму, в ній утворюється тіло відливки, яке потім пере -творюється в щільну пластичну масу, яка здатна зберігати надану їй форму. Швидкість водовіддачі шлікеру в гіпсову форму і відповідно швидкість збільшення товщини набираю чого шару є по - перше важливими характеристиками шлікеру, які відіграють важливу роль при виборі умов розрідження і зрівняння між собою різних шлікерів, а по - друге показниками які дозволяють оцінити працездатність ливарних форм.
Швидкість набору маси визначають слідуючими методами :
Швидкість набору маси визначається за формулою:
Сн = ((Р - Ро)х (100 Wшп.)) : 100 F х t
де Р - маса стержня з набраною масою, г
Ро - маса стержня, г
Wшп - вологість шлікеру, %
t - час набирання маси, с
F - поверхня гіпсового стержня, зануреного в шлікер, см2
F = Пdh + (Пd,2 : 4) см2
де d - діаметр стержня, см
h- глибина занурення в шлікер, см Гіпсові тигельки h= 3 см з верхнім внутрішнім діаметром 4 см, нижнім 3 см, та товщиною стінки 3 см.
Використовують стержні діаметром 12 -15 мм та довжиною 100-120 мм. На відстані 30 - 35 мм від краю на стержні наносять позначку по діаметру. Витримують у шлікер-рі 3, 5,7 та 10 хвилин.
Масу набраного на гіпсовий стержень шару q(ВГ) визначають за формулою:
q = (Р - Ро)х (100-Wшп) /100
Отримані результати заносимо в таблицю:
Номер стержня |
Діаметр Стержня, Вб см |
Висота занурення Частини, H, cv |
Поверхня гіпсового Стержняі, F, см |
Час набору Маси,т,с |
Маса стержня, г |
Маса Сухого шару q, г |
Набір Маси Д/F,г/см2 |
Швидкість набору маси Сн г/см2 с |
|
Висушеного Ро |
3 набраним шаром Р |
||||||||
Зробити графік:
Набір маси q/F г/см2
с
Контрольні питання:
Рекомендована література:
1. Лукін Е. С. Теханаліз та контроль виробництва кераміки. М.: Будвидав.,
1986-272с. стор. 131
2. Августинник А. И. Методьі исследования и контроля в производстве фарфора
и фаянса. М.: Легкая индустрия , 1971. - 431с. стор. 263
Лабораторна робота № 2.5
Тема роботи «Визначення кількості сухої речовини та вологості шлікерних мас»
Мета роботи: Визначення кількості сухої речовини та вологості ливарних мас.
Обладнання і матеріали: мірний циліндр, технічні терези, фільтрувальний папір, мензурка, проба шлікеру.
Короткі теоретичні положення.
Для виготовлення виробів методом лиття в гіпсові форми з відносно низьким вмістом води (ЗО - 35 %), що досягається введенням в масу невеликої кількості добавок - електролітів. Таким чином, шлікер - це концентрована суспензія, яка складається з рідкої, твердої та газоподібної фаз, а також добавок - електролітів, які покращують його властивості.
Шлікер повинен відповідати слідуючим вимогам:
Визначення кількості сухої речовини в шлікері має велике значення при визначенні питомої маси, тонини помелу мас в кульових млинах та тонини помелу глазурі. Процентна маса залишку на ситі завжди береться по відношенню до абсолютно - сухої наважки матеріалу (у шлікері, суспензії, глазурі). Вміст сухої речовини qс у шлікері визначається за формулою:
qс = ((V х (р -1) : р ( V -1)) х 100%
де V - питома маса твердих речовин, яка приймається 2,65 г/ см3,
р - питома маса шлікеру в г/ см3
р= m : (m0 х p8)
де м - маса шлікеру в циліндрі, г
m0 - маса води в циліндрі, г
р8 - густина води, г/ см3 = 1
Вологість шлікеру можна визначити і іншими методами.
Метод визначення вологості шлікерів по їх густині дуже зручний в тих випадках, коли потрібно швидко перевірити параметри суспензії в виробничих умовах /перед зливом шлікеру з кульових млинів, заливкою гіпсових форм/
Контрольні питання:
1. Що таке шлікер?
2. Вимоги до шлікеру.
3. Хід виконання завдання.
4. Метод визначення вологості.
Рекомендована література:
1. Лукін Є.С Теханаліз та контроль виробництва кераміки.М.: Будвидав.,
1986 272 сторс. Стор. 119
2. Короткий П.В. Контроль качества в фарфоровом производстве. Киев.,
Техника, 1983 119 с. Стор. 8-9
Лабораторна робота № 2.6
Тема роботи: «Визначення рН керамічних лікерів»
Мета роботи: визначення величини рН за допомогою рН-метра.
Обладнання та матеріали: рН-метр ЛПУ - 01 з датчиком ДП - 01, сосуд з шлікером.
Короткі теоретичні положення.
При формуванні виробів методом лиття величина рН може характеризувати якість шлікеру і є важливим параметром ( шлікеру).
Для характеристики розчинів приймають нефактичну концентрацію іонів водню в них, а її від'ємний десятичний логарифм, це число називається водневий показник і позначається символом рН.
У нейтральному середовищі - рН=7
У підкисленому середовищі - рН = 7 - 0
У лужному середовищі рН = 7 -14
Якісне лиття можна отримати тільки у визначеному для кожного матеріалу інтервалі рН. Для глиняних шлікерів цей інтервал рН лежить в межах 8,5 -11. Для глиноземистих
Оптимальне значення рН сприяє максимальному розрідженню суспензії. При цьому змінюються інші технологічні властивості шлікерів, а саме: покращується стійкість суспензії до осадження, відливки отримуються щільними та міцними, краще відстають від форми, але знижується швидкість набору маси.
Є дві групи методів вимірювання величини рН:
- колориметричний;
- потенціометричний.
Перша група методів заснована на застосуванні рідин - індикаторів (лакмус, фенолфталеїн, метилоранж), які набувають інше забарвлення зі зміною рН . Потенціометричний метод заснований на тому, що на межі розділу шлікер - скляний електрод при пропусканні електричного струму виникає електрорушійна сила(ерс), величина якої залежить від концентрації іонів водню.
Таким чином, завдання по визначенню рН зводиться до вимірювання величини потенціалу. Кращі результати можуть бути отримані при використанні водневих, скляних та хінгідронних електродів. Скляний електрод є найкращим для визначення рН шлікерів.
Електродна система датчика ДП - 01
Контрольні питання:
Рекомендована література:
1. Лукін Е. С. Теханаліз та контроль виробництва кераміки. М.: Будвидав.,
1986-272с. стор. 133
2. Дудеров Г.Н. Практикум по технологій кераміки и огнеупоров - М.:
Сройиздат,1953 - 378с, стр.90
Лабораторна робота № 2.7
Тема роботи: «Контроль якості глазурної суспензії »
Мета роботи: Визначення густини глазурної суспензії, проведення вогняної проби глазурі визначення витрат при прожарюванні глазурі, тонини помелу.
Обладнання та матеріали: ареометр, циліндр, тигель, муфельна піч, аналітичні, технічні терези, колба ємкістю 100 см3, сито №0056, фарфорова чашка, сушильна шафа, зразки вогняної проби, глазур.
Короткі теоретичні положення.
Глазур це скляне покриття на поверхні фарфорових та фаянсових виробів. Призначення глазурі покращення як технічних, так і експлуатаційних властивостей, а також підвищення декоративних якостей виробів. Правильно підібрана глазур підвищує механічну міцність виробів, надає їх поверхні гладкість та блиск, запобігає забрудненню виробів від кислот та лугів.
Для визначення якості глазурі необхідно визначити:
1) густину глазурі;
2) оцінити вогняної проби;
3) визначити втрати при прожарюванні;
4) тонину помелу.
1) Густину глазурі визначають двома методами: пікнометричним, аерометричним. Густина глазурі -1,37:1,42 г/см3, вимірюється за допомогою ареометра, або автоматичного густиноміра. Вологість глазурі знаходиться в межах 45 50 %. При випалі глазурна суспензія розплавляється, а після випалу при охолодженні на поверхні виробів утворюється тверда скловидна плівка товщиною 0,1 0,3 мм.
2) По результатам вогняної проби можна судити про якість глазурі, про її блиск, розлив, чистоту, узгодження з черепком і можливому порушенні складу при розрахунках або відвантажуванні. Пробу суспензії глазурі відбирають спеціальним черпаком, глазурують половину контрольного утильного черепка, виготовленого з перевіреної чистої маси. Другу половину виробу глазурують еталонною глазуррю для порівняння з дослідною. Після випалу дослідна глазур по блиску, розливу і другим показникам не повинна відрізнятися від еталонної.
3) Витрати при прожарюванні глазурі визначаються ваговим методом, розрахунок ведуть за формулою:
ВПП= (q1 q0):q1х100%, де
q1 наважка сухої глазурі, г
q0 наважка глазурі після прожарювання, г
4) Тонина помелу глазурі визначається залишком на ситі № 0056 та виражається у відсотках. Рахунок ведуть за формулою:
Х = Р : Р1 х 100%, де
Р маса залишку на ситі, г
Р1- маса сухої речовини в обємі колби, г
Р1 = 1, 625 (Р 100), де
100 маса води в обємі мірної колби (відповідає обєму зайнятому суспензією)
Р маса колби з глазурною суспензією, г
Контрольні питання:
1. Що таке глазур.
2. Як визначається тонина помелу глазурі.
3. Що таке витрати при прожарюванні.
4. По чому роблять оцінку якості глазурі.
5. Методи визначення густини глазурі.
Рекомендована література:
2. Августинник А. И. Методы исследования и контроля в производстве фарфора и фаянса. М .: Легкая индустрия , 1971. - 431 с. стор. 261.
Лабораторна робота № 2.8
Тема роботи: «Контроль узгодження глазурі з керамічним матеріалом.»
Мета роботи: визначення узгодження КТР черепка та глазурі по методу пластинок.
Обладнання та матеріали: металева форма, ніж, пластична маса, сушильна
шафа, муфель, глазурі, пензлик.
Короткі теоретичні положення.
Визначення узгодження глазурі з керамікою.
Знання точної величини ТКЛР керамічних та вогнетривких матеріалів має велике значення, а саме тоді, коли ми підбираємо глазур для керамічних мас, а також для оцінки її термостійкості. Якщо КТЛР глазурі і кераміки сильно відрізняються, то при охолодженні виробів після випалу, на межі глазур - кераміка виникає напруга, величина та характер якої залежить і величини та різниці коефіцієнтів розширення
глазурі та кераміки. І це неузгодження може призвести до таких дефектів: цек, або відскок глазурі. Тому узгодження глазурі з керамікою - це основна вимога, яка пред'являється до глазурей.
Для якісного визначення узгодження глазурі з керамікою існує три методи:
При методі пластинок, напруги, що виникають між глазур'ю і керамікою оцінюють по ступеню прогину тонких пластинок довжиною 55 мм, шириною 15 мм, та товщиною 3 мм в середній частині.
1 матеріал виробу; 2 глазур
а) розширення глазурі менше ніж кераміки;
б) - нормальне розширення;
в) розширення глазурі більше ніж кераміки.
Контрольні питання:
Рекомендована література:
1. Лукін Е. С.Теханаліз та контроль виробництва кераміки. М.: Будвидав.,
1986-272с. стор.
Розділ 3 Контроль якості готової продукції.
Лабораторна робота № 3.1
Тема роботи: «Визначення водопоглинання, уявної щільності та відкритої
пористості керамічних виробів.»
Мета роботи: Визначення водопоглинання різних фарфоро - фаянсових виробів
Обладнання і матеріали: Технічні терези, гідростатичні терези, стакан хімічний,газова плита, зразки.
Короткі теоретичні положення.
Пористість керамічної сировини та мас після випалу є одним з найбільш важливих показників, які встановити процес зміни черепка при дії різних температур. По величині пористості визначають температуру спікання черепка, тобто, температуру, при якій черепок на стільки ущільнюється, що стає водонепроникним.
Разом з показниками усадки даної по зміні пористості допомагають правильно встановити температурну криву випалу виробів і таким чином попередити її розтріскування, появу бульок, а також інші види браку.
Пористість керамічних виробів - це ступінь заповнення об'єма матеріла порами.
Є три види пористості:
1) Загальна пористість - визначається відношенням сумарного об'єму відкритих та закритих пор зразка до його об'єму, та виражається в процентах.
2) Відкрита пористість - характеризується відношенням об'єму відкритих пор (зв'язаних з атмосферою) зразка до всього його об'єму, включити об'єм всіх його пор та виражається в процентах.
3) Замкнута пористість - характеризується об'ємом пор, які знаходяться у внутрішній частині матеріалу керамічного виробу, і це різниця між загальною та відкритою пористістю.
Пористість визначають за формулою:
П = Вк х V %
де Вк - водопоглинання, %
V - об'ємна маса , г /см3
Матеріал часто характеризують по величині водопоглинання.
Водопоглинання - це кількість води, яку поглинає черепок, виражений в процентах до сухої маси черепка
Вк = ((q1 - q) : q)х100%
де q - маса сухого зразка, г
q1- маса зразка насиченого водою, г
Водопоглинання - є мірою спікання мас.
Є такі основні методи насичення зразків:
на холоду,
кип'ятінням в рідині,
під вакуумом,
під тиском,
- зануренням контрольного зразка в рідину.
Найбільш поширеним є:
1)Кип'ятіння зразків на протязі 3-4 годин у воді з послідуючим витриманням в охолодженій воді 1 - 2 години ;
2) Насичення після попереднього нагріву зразків до 200°С та вище;
3) Насичення під вакуумом.
Об'ємна маса - це маса одиниці об'єму черепка разом з порами, виражається в г/см3. Визначається двома способами: а) в об'ємомірі; б) на гідростатичних терезах. |
|||
V = q : (q q2) г/см3 |
|||
де q- маса сухого зразка, г q1 - маса зразка насиченого водою, г q2- маса зразка насиченого водою і зваженого у воді, г Показники пористості (або водопоглинання) усіх видів керамічних виробів включають в стандарти та технічні умови на готову продукцію. |
|||
Класифікація керамічних виробів по водопоглинання черепка: |
|||
Вид керамічного виробу |
Характеристика черепка |
Водопоглинання в% |
|
Майоліка |
М'який, пористий, не просвічуваний |
12-14,17-22 |
|
Фаянс |
Твердий, пористий, не просвічуваний |
10-12,5,9-12 |
|
Напівфарфор |
Майже спечений |
0,5 - 2 , 3 -5 |
|
Фарфор |
Спечений,високо просвічуваний |
< 0,1, 0-0,5 |
|
Водопоглинання виробів можна визначити прискореним методом: |
Водопоглинання виробів можна визначити прискореним методом:
Для цього зразки висушені та зважені (не менше 3 х) нагрівають в термостаті при t =250о С на протязі 30 хв., після чого їх зразу занурюють в холодну воду. Через 1 годину їх витирають зволоженим полотенцем та зважують. Цей метод достатньо точний, тому що різке охолодження у воді викликає швидке заповнення пор водою.
Пористість черепка після першого випалу (водопоглинання)
Вимірювання пористості черепка дозволяє встановити кількість вологи, яку поглинає виріб в процесі глазурування. При сталій густині глазурі та тривалості процесу глазурування товщина шару глазурі буде залежати від пористості виробів. Тому контроль після першого випалу повинен бути систематичним та оперативним.
Пористість фарфорових виробів після другого випалу характеризує якість процесу випалу. Фарфор зі спеченим черепком має пористість < 0,1 %. Вона визначається періодично в залежності від стабільності роботи теплового агрегату.
Контрольні питання:
Рекомендована література:
1. Дудеров Г.Н. Практикум по технологій кераміки и огнеупоров - М.:
Сройиздат,1953 - 378с, стр.90
2. Августинник А. И. Методы исследования и контроля в производстве фарфора
и фаянса. М .: Легкая индустрия , 1971. - 431 с. стор. 261.
Лабораторна робота № 3.2
Тема роботи: « Визначення хімічної стійкості керамічних виробів.»
Мета роботи: Визначення кислотостійкості керамічних виробів та фарб.
Обладнання і матеріали: аналітичні терези, тигель фарфоровий, колба конічна, холодильник, штатив, газова плита, фільтрувальний папір, лійка, хімічний стакан, ексикатор, Н2SO4 !, лакмусовий папір, дистильована вода, стійкий матеріал,
б) зразки, 4% оцтова кислота.
Короткі теоретичні положення.
Хімічно стійкими керамічними виробами вважають такі, які надають опір руйнівним діям різних хімічних реагентів - кислот, лугів, солей та газів.
Хімічна стійкість залежить від :
А це все ускладнює вибір методики визначення хімічної стійкості керамічних виробів.
Лабораторні методи визначення хімічної стійкості черепка поділяють
на 2 випробування:
Кислотостійкі керамічні вироби в процесі експлуатації піддаються дії кислот різних концентрацій, а частіше дії парів цих кислот. Методи визначення кислотостійкості можна поділити на дві групи:
По методу першої групи якість матеріалу оцінюють приблизно, та і випробування потребують великих затрат, великої кількості реактивів, та робочого часу. А тому і застосовують методи другої групи. Кислотостійкість розраховується за формулою:
К = (Д1+До)х100%
де Д1 - маса прожареного осаду, г
Д0 - маса наважки, г (1 г)
Контроль хімічної стійкості надглазурних фарб проводять слідуючим чином. Декор вважається кислотостійким, якщо блиск та кольоровий тон декоративного покриття не змінюється при дії 4 % розчину оцтової кислоти при t = 20 - 2°С на протязі 24 - 0,5 годин.
Декор на внутрішній поверхні порожнистих та плоских виробів, які контактують з харчовими продуктами вважається не шкідливим, якщо 4% оцтова кислота налита в досліджувальний виріб до країв на протязі 24 годин при кліматичній t = 20°С :
токсичних речовин не > ніж;:
концентрація
кадмію свинцю
плоскі 1,7 0,17
порожнисті:
дрібні, середні 5 0,5
крупні 2,5 0,25
Лугостійкість - визначається за допомогою 3% МаОН на протязі 168 годин.
1г наважки + 50 мл Н2SO4! Кип'ятити 1 годину. Долити 100 мл H2O дистильованої. Фільтрувати до нейтрального середовища рН = 7. Фільтр прожарити, зважити, розрахувати.
Кислостійкість згідно ГОСТу:
Плитки для полів - 97 - 98
Каналізаційні труби не < 92
Глиняна цегла, плитка 95 98
Тонкозернисті 97 99,5
Фарфорові 99,5 99,7
Фарфорові та н/фарф. не < 98
Контрольні питання:
Рекомендована література:
1. Лукін Є. С. Теханаліз та контроль виробництва кераміки. М.: Будвидав., 1986-272с. стор.245
Лабораторна робота № 3.3
Тема роботи: « Визначення санітарно-гігіеничних властивостей.»
Мета роботи: Визначити санітарно гігієнічні властивості виробів.
Обладнання і матеріали: склянка, газова плитка, зразок, пробірка, штатив, воронка, 4% розчин оцтової кислоти, 5% розчин дихромату калію.
Короткі теоретичні положення.
Фізико технічні показники, які формуються стандартами, залежить від виду керамічних виробів. Для всіх тонкокерамічних виробів нормується пористість по водопоглинанню, механічна міцність та термічна стійкість. Для фарфорового посуду крім того - білість та просвічуємість, для майолікового посуду з напівфарфорових мас та кольорових глин -водонепроникливість, санітарно-гігієнічні властивості.
Керамічний посуд повинен бути не шкідливим, тобто не повинен виділяти в розчин речовин, небезпечних для організму, - сполук свинцю. цинку, миш'яку, міді. В глазурі деяких майолікових виробів можуть бути присутні солі свинцю та цинку. Стандарти забороняють використовувати свинцеві глазурі для внутрішнього покриття посуду, призначеного для зберігання їстівних продуктів, вина та води. При контролі якості посуду проводять аналіз та наявність в глазурі розчинних з'єднань свинцю.
Контрольні питання:
Рекомендована література:
1.Тюремнова Н.А. Приемка керамических и стекляньїх товаров по качеству. Киев.техника, 1979-96г.
Лабораторна робота № 3.4
Тема роботи: « Визначення білості Фарфорової та фаянсової кераміки.»
Мета роботи: Визначення білості фарфорового та фаянсового черепка.
Обладнання і матеріали: Фотометр, баритові пластинки, зразки.
Короткі теоретичні положення.
Білість - характерна ознака високої якості фарфорових і фаянсових виробів. її значення для різних виробів встановлюється відповідними стандартами. Отупінню білості називають відношення інтенсивності відбивання білого світла від поверхні еталона в процентах. Еталоном є баритова пластинка з коефіцієнтом білості 90,5 %. Білість фарфору згідно ГОСТу 28390 - 89 для виробів першого ґатунку -64% , для другого ґатунку - 58%. На ступінь білості фарфору та фаянсу великий вплив здійснює наявність в сировині домішок заліза та титану, присутність яких навіть в невеликій кількості надає виробам жовтуваті та сіруваті відтінки. Кольорові відтінки виробів та ступінь білості в значній мірі визначається режимом та газовим середовищем випалу. Ступінь білості ф/ф виробів визначають згідно ГОСТу 24768 -81.
Метод заснований на вимірюванні значень трьох коефіцієнтів відбивання світла від поверхні фарфору в видимій області спектра при довжині хвиль 400, 540, 700 нм (вимірюють при синьому, зеленому та червоному світлофільтрах). Білість визначається за допомогою фотометрів різної конструкції, в наш час за допомогою „ СПЕКОЛ -11"
По результатам визначення коефіцієнтів розраховують коефіцієнт білості.
Rаб = ч х к %
ч - відносне значення коефіцієнта білості
к - коефіцієнт білості баритової пластинки, 0,905
Контрольні питання:
Рекомендована література:
1. Лукин Е. С.Технический анализ и контроль производства керамики.
М.: Сторйиздат - 272с. стор. 249.
Лабораторна робота № 3.5
Тема роботи: « Визначення твердості глазурі »
Мета роботи: Визначення твердості глазурі.
Обладнання і матеріали: шкала Маоса , зразки.
Короткі теоретичні положення.
Твердість глазурі характеризує опір глазурного шару механічним зусиллям, яке викликає дряпання, тиск або здирання при локалізованому впливі.
Твердість - це визначена характеристика матеріалу, яка залежить від його хімічного та фазового складу.
Для визначення твердості глазурі існують такі методи:
Найбільш простий (якісний)метод - це метод Маоса, який запропонував шкалу з 10 мінералів розташованих по зростаючій твердості. Кожний з мінералів шкали залишає подряпину на попередньому.
Це такі мінерали:1 - тальк; 2 - гіпс; 3 - польовий шпат; 4 - плавіковий шпат; 5 - апатит; б - ортоклаз; 7- кварц; 8 - топаз; 9 - корунд; 10-алмаз.
Твердість характеризується порядковим номером мінерала, який залишає подряпину на поверхні досліджуваного матеріалу.
Контрольні питання:
Рекомендована література:
1. Дудеров Г. Н Практикум по технологии кераміки и огнеупоров - М.:
Сройиздат,1953 - 378с, стор. 263.
Лабораторна робота № 3.6
Тема роботи: «Визначення термостійкості керамічних виробів.»
Мета роботи: Визначення термостійкості ф/ф та майолікових виробів.
Обладнання і матеріали: сушильна шафа, зразок глазурованого черепка, термометр, щипці, анілін, сосуд для охолодження виробів.
Короткі теоретичні положення.
Фарфоро - фаянсові та майолікові глазурі повинні бути достатньо міцними та термостійкими, бо це відбивається на їх довговічності. Глазур захищає основний матеріал, виріб від зовнішніх механічних та термічних дій.
При тепловому ударі матеріал руйнується під дією термічних напруг, які виникають в результаті різних коефіцієнтів лінійного термічного розширення (ктр) структурних елементів керамічної маси (скло видної та кристалічної фаз); напруг, які з'являються по різним кристалографічним осям в одній з фаз, які складають масу виробів, а також при нерівномірному нагріві виробу (температурний перепад). Із - за дії термічних напруг в матеріалі виникають мікротріщіни, які знищують міцність, або призводять до руйнування виробів.
Термостійкість - це здатність матеріалу, не руйнуючись и не знижуючи міцність витримувати різкі зміни температур.
Термостійкість визначає області застосування виробів. Термостійкість не тільки залежить від фізико - хімічних та термомеханічних властивостей, але й від форми і розміру зразка, та умов їх нагрівання та охолодження. І складає більше восьми тепло змін для твердого фарфору, більше шести тепло змін для твердого фаянсу. Термостійкість мінералу в більшій мірі залежить від його макро- та мікро структури та пористості. Вона підвищується при зниженні КТЛР, модуля пружності, та підвищення однорідності структури та міцності матеріалу виробів.
Глазур фаянсових виробів руйнується при більш низькотемпературному перепаді по причині недостатнього споріднення з обпаленою керамічною масою, чим глазур фарфорових виробів. Чим вище температура нагріву фаянсового виробу ,при якій з'являється цек глазурі, тим вище експлуатаційні якості посуду. Значно впливає на термостійкість виробів і пористість, підвищення стійкості термічному удару з збільшенням пористості пояснюється тим, що напруги які виникають на поверхні твердого тіла від теплового удару, знижується на границях зерен і поверхнях розділу фаз, однією з яких є пори. Є слідуючи методи визначення термостійкості:
1)Метод теплозмін (тобто по числу тепло змін, які зразок витримує до появи тріщин) або до визначеного ступеня руйнування (втрати маси в процентах до початкової), а іноді до повного свого руйнування. Цей метод застосовується для вогнетривких матеріалів грубої кераміки.
Метод теплозмін заключається в тому що досліджувані зразки визначених розмірів нагрівають до заданої температури, виймають з печі та охолоджують в проточній воді., струменем холодного повітря, або при н.у. на підставці. Зразки нагрівають до t = 800° - 850°С або 13000С та вище.
2) по втраті механічної міцності після визначеного числа теплозмін.
Суть цього методу полягає в наступному: глазурований виріб поміщають у піч нагріту до t =1000С і витримують при цій температурі 20 хв. Тоді зразки швидко виймають і занурюють у воду з температурою 15°- 20°С. Охолоджені зразки оглядають, і якщо нема цеку, знову поміщають у піч і витримують 20 хв. при t: = 125°С, тоді знову охолоджують. Іспити з послідуючим підвищенням температури нагріву продовжують до тих пір, поки не з'являться тріщини або цек глазурі. Температуру кожного послідуючого нагріву підвищують на 25°С. Термічна стійкість тонко керамічних глазурованих виробів( фарфор, фаянс) визначають по появі цеку на глазурі під впливом різкої зміни температур.
Довговічність виробів визначається так:
для фаянсу та майоліки:
Термічна стійкість виробів в значній мірі залежить від товщини глазурного шару, вироби з товстим шаром глазурі менш термостійкі( товщина повинна бути 0,1 -0,14 мм).
Контрольні питання:
Рекомендована література:
1. Лукин Е. С. Технический анализ и контроль производства керамики.
М.: Сторйиздат - 272с стор.213
2. Поряднова З.С. Повышение качества и зксплуатационных свойств
фарфоровой и фаянсовой посуды- М.:
Легкая индустрия, 1975-101 с. стр.35
Лабораторна робота № 3.7
Тема роботи: «Визначення механічної міцності керамічних
виробів.»
Мета роботи: Визначити механічну міцність виробів на удар та міцність приставних деталей.
Обладнання і матеріали: прилад Копер, стальна кулька, зразки, вологий пісок.
Короткі теоретичні положення.
Міцність - одна з важливих властивостей керамічних матеріалів, особливо для
тих видів, які піддаються в процесі служби діям механічних напруг. Для більшості видів промислових керамічних матеріалів визначення механічної міцності - обов'язкове дослідження, тому що воно дозволяє в першу чергу оцінити якість продукції та вплив на неї різних факторів.
Ф/ф вироби господарського призначення повинні мати достатню механічну міцність під час експлуатації. При звичайних умовах служби посуд повинен володіти не обхідним опором удару та не бути тендітним.
Механічну міцність виробів характеризує опір виробів удару по краю та по дну. Іспити механічної міцності виробів проводять шляхом удару вільно падаючої сталевої кульки по дну виробу.
Для керамічних виробів іспити для визначення механічної міцності поділяють на дві групи:
Іспити проводяться на цілих виробах так на спеціально виготовлених зразках (однакових за розмірами та формі). На значення отриманої міцності впливають такі фактори: технологія виготовлення, мікроструктура, фазовий склад, швидкість навантаження при іспитах і т. д.
Частіше за все межу міцності на удар визначають для матеріалів, які використовують в будівництві (клінкерна цегла, плитка; для деяких видів фарфору (тарілки); для облицювального матеріалу (плитка для облицювання ).
Здатність керамічних матеріалів чинити опір удару оцінюють роботою зовнішньої сили, яка руйнує зразок. Зовнішнім зусиллям є сили тяжіння - маса металевої кульки. Опір удару може бути визначено на простому приладі - КОПРІ. Він являє собою -дерев'яна станина з двох брусків висотою 1,5 метра на яких нанесені поділки в сантиметрах. Кулька підвішується до механізму на гачок.
Механічну міцність визначаємо роботою в гс х см, яку необхідно витримати, щоб розбити виріб.
Розраховується за формулою:
W = Р х Н гс х см
де Р - маса кульки, г
Н - висота падіння кульки, см
Початковий удар прийнятий 1100 гс х см. Для цього початкова висота падіння повинна бути 24,5 см. Послідуюче збільшення висоти падіння кульки проводиться через кожні 2 - 2,5 см.
ГОСТи на фарфоровий та фаянсовий посуд передбачають більш просте визначення механічної міцності без застосування спеціальних приладів. Так, у плоских виробів механічна міцність визначається п'ятиденним зберіганням в стопках: 120 тарілок та блюдець (фарфор); 100 тарілок та 150 блюдець (фаянс).
Вироби перекладають папером. Про цьому нижні вироби не повинні руйнуватися. Механічна міцність приставки деталей до фарфорових виробів визначається заповненням виробів вологим піском. Маса піску повинна в 2 - 2,5 рази перевищувати масу води, яка заповнює повний об'єм виробу, після чого виріб піднімається за ручку або носик. Деталь при цьому не повинна відриватися.
Контрольні питання:
1 .Методи чи групи визначення механічної міцності.
Рекомендована література:
1. Лукин Е. С. Технический анализ и контроль производства керамики.
М.: Сторйиздат - 272с. стор.190.
2. Августинник А. И. Методьі исследования и контроля в производстве фарфора и фаянса. М.: Легкая индустрия , 1971. - 431с. стор.365.
Лабораторна робота № 3.8
Тема роботи: «Визначення дефектів готових виробів. »
Мета роботи : Визначити дефекти виробів, вказати причину їх виникнення та методи попередження
Обладнання і матеріали: Лінійка, фарбуюча речовина, вироби з дефектами.
Короткі теоретичні положення.
Визначення дефектів проводиться зовнішнім оглядом. Необхідно провести оцінку виробів по виявленню зовнішніх дефектів. Ця оцінка проводиться по наступним характерним ознакам:
Мушка - наявність мушки на виробах визначається зовнішнім оглядом виробів, причому підраховується кількість мушки на лицьовій та зворотній стороні з вказівкою її розмірів та кількості.
Вигляд глазурі - зовнішнім оглядом встановлюють блиск або матовість глазурі.
Цек визначення цеку проводиться безпосередньо оглядом виробів і зануренням в розчин з фарбуючою речовиною, де всі дрібні тріщини чітко виражені, причому характеристика виробів проводиться так:
а) відсутні,
б) є в наявності окремі тріщини (вказати кількість),
в) є в наявності тріщини.
Бульки вказуються розміри бульок та їх кількість.
Плішина вказується їх розмір і кількість.
Надкол дається характеристика виробів з вказівкою про відсутність або наявність надколів.
Засмічення ступінь засмічення виробів характеризується так: над глазурна або під глазурна, зашліфована або не зашліфована. Крім того вказується кількість на лицьові та зворотній сторонах.
Тріщини заглазуровані якщо на виробах є тріщина покрита глазурю, то вимірюється її довжини в мм.
Тріщина не заглазурована визначення проводиться по попередньому параграфу.
Контрольні питання:
Рекомендована література:
І.Тюремнова Н.А. Приемка керамических и стекляньїх товаров по качеству. Киев.техника, 1979-96 г.
2.Пижова А.П. Причины возникновения и способы устранения дефектов тонкокерамических изделий М.: Легкая индустрия, 1984.
Лабораторна робота № 3.9
Тема роботи: « Визначення габаритних розмірів і ємкості.»
Мета роботи : Визначення габаритних розмірів і ємкості та відповідність вимогам.
Обладнання і матеріали: Металеві лінійки, штангенциркуль,мірний циліндр, вироби.
Короткі теоретичні положення.
При контролі готових виробів перевіряють габаритні розміри, товщину черепка, а також відповідність ємкості встановленим нормам.
а) Габаритні розміри виробів визначають вимірюванням їх діаметра та висоти. У виробів овальної форми вимірюють висоту і розмір більшої і малої осі. Діаметр виробів виміряють штангенциркулем, висоту двома лінійками , одну з яких встановлюють вертикально поряд з виробом, а другу вкладають горизонтально зверху виробу. В місці перетину двох лінійок відліковують висоту виробу.
б) Для вимірювання товщини застосовують штангенциркуль або мікрометр.
в) Ємкість виробів визначають в літрах води, для порожнистих по кількості води, яка повністю заповнює виріб, для глибоких тарілок по кількості води, яка заповнює їх до рівня на відстані 25 мм від зовнішнього краю виробу. Обєм води визначається мірним циліндром.
Контрольні питання:
Рекомендована література:
Лабораторна робота № 3.10
Тема роботи: « Визначення сортності виробів, деформації виробів.»
Мета роботи: Визначити сортність виробів згідно стандарту. Визначити деформацію виробів.
Обладнання та матеріали: штангенциркуль, металева лінійка, щуп, вироби,
ГОСТ 28390-89.
Короткі теоретичні положення.
На сортувальній дільниці фарфорового заводу сортування виробів відбувається згідно ГОСТу 28390-89. Всі вироби повинні виготовлятися згідно з вимогами діючого стандарту по технологічному режиму та зразкам-еталонам, затвердженим в установленому порядку. Сортують вироби на два гатунки. Всі вироби поділяють:
1) по формі - плоскі (тарілки, блюдця); - порожнисті (чашки, піали);
2) по розмірам - дрібні, середні, крупні.
Вироби для напоїв в залежності від ємності поділяють на дрібні та крупні:
а) дрібні - меньше 500 см3;
б) крупні - від 500 см3 та більше.
По показниках якості вироби повинні відповідати слідуючим вимогам:
ґатунок II ґатунок
білість, % 64 58
термостійкість,°С 185 185
водопоглинання,% не менше 0,2 не менше 0,2
Основні види браку: мушка, деформація, засмічення, булька, плішина, тріщина,
Визначення деформації. |
Деформація - це відхилення від заданої в моделі форми.
Одним із суттєвих дефектів виробів є викривлення їх геометричних форм - деформація. Цей дефект в залежності від геометричних форм виробу сприймається по різному. Так, якщо роздивлятися не деформовані тарілки з сторони, то їх краї при повному суміщенні з променем зору уявляються прямими лініями, а краї деформованих тарілок утворюють ряд зігнутих непаралельних ліній. Висота деформованих виробів буде неоднаковою. Деформація плоского виробу буде характеризуватися різницею між найбільшою та найменшою висотами.
Якщо роздивлятися порожнисті вироби правильної форми, то видно, що краї їх утворюють геометричне місце точок, однаково віддалених від центру (кола), у деформованих виробів краї знаходяться на різній відстані від центру. У відповідності з цим методи визначення деформації плоских та порожнистих виробів різні:
а) визначення деформації плоских виробів:
Найбільш простим методом вимірювання ступеня деформації є метод вимірювання отвору між краєм виробу та площиною на яку виріб перевернуто догори дном. Вимірювання проводиться за допомогою спеціальної клиноподібної лінійки-щупа.
б) визначення деформації порожнистих виробів.
Визначення деформації порожнистих виробів можна поділити на дві групи:
вироби, які випалюють по ніжці;
вироби, які випалюють попарно, або на бомзі;
Деформація виробів кожної групи встановлюється різними методами. Вирішальними факторами виникнення деформації є :
а) форма виробу, тобто невдала конструкція;
б) склад маси та її обробка;
в) сушка;
г) другий випал.
І ґатунок II ґатунок
плоскі 1,5 2
порожнисті 1,5 2,5
Визначення деформації порожнистих виробів, випалених на ніжці, проводять вимірюванням діаметрів по верхньому краю виробу. Вимірювання ведеться за допомогою штангенциркуля. Ступінь деформації Е підраховують за формулою:
Е = ((Дв - Дм) / Дн) х 100
де Дв - найбільший діаметр по краю виробу, мм;
Дм - найменший діаметр по краю виробу, мм;
Дн - нормальний діаметр по краю виробу, мм.
Вимірювання деформації порожнистих виробів, які випалюють на бомзі, проводять за допомогою конуса та вимірювальної пластинки. В середину виробу вставляють конус (виготовлений з гіпсу). При наявності деформації виробу між краєм його й конусом утворюється щілина, яка вказує на відхилення краю від форми кола. Вимірювання щілини, а відповідно, деформації виробу, проводять металевою клиноподібною пластинкою, яка показує величину деформації в мм.
Контрольні питання:
Рекомендована література:
1.Тюремнова Н.А. Приемка керамических и стекляньїхтоваров по качеству.
Киев.техника, 1979-96г.
2.ГОСТ и ТУ на основные материалы и готовую продкцию.
ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
Основна література
1.Августинник А. И. , Юрчак И.Я. Методи исследования и контроля в производстве фарфора и фаянса М.: Легкая индустрия, 1971 -432 с.
2. Иманов Г.М., Косов В.С. Производство художественной кераміки М.: Высшая школа, 1985 223 с.
3. Лукин Е.С., Андрианов И.Т. Технический анализ: и контроль производства керамики.
4. Мороз И.И. Справочник фарфоро-фаянсовой промьішленности т.1 ,2
М.: Легкая индустрия, 1971.
5. Стандарти та технічні умови на сировинні матеріали та готову продукцію.
6.Тюремнова Н.А. Приемка керамических и стекляных товаров по качеству Киев: Техника,1979- 95 с.