9.Управление структурами дисперсных систем

Технология материалов на основе дисперсных систем представляет собой непрерывную цепь количественно-качественных изменений структурных характеристик дисперсной системы под влиянием внешнего или внутреннего энергетического воздействия, сопровождаемых протеканием определенных физико-химических процессов.

Для повышения эффективности управления свойствами дисперсных систем целесообразно иметь представление о составе и свойствах двух основных ее частей - структурного каркаса и порового вещества. Структурный каркас формируется из относительно грубодисперсных частиц, в промежутках между которыми размещается тонкодисперсная часть материала. Соотношение между этими частями предопределяется гранулометрическим составом материала, и оптимальное соотношение между ними можно определить на основе траектории достижения максимальной степени упаковки частиц в зависимости от зернового состава смеси на фазовой диаграмме уплотнения в тройной системе координат.

Наличие тонкодисперсного порового вещества является обязательным условием стабильности влажной дисперсной системы, так как свойства образующейся поровой суспензии предопределяют структурно-механические и реологические свойства всего материала. В технологии керамики понятие пластичности связано, прежде всего, с влажными глинами. Так по определению, предложенному П.А.Земятченским, пластичность глиняной массы предопределяется ее способностью деформир-ся под действием внешнего давления без нарушения сплошности и сохр. полученную форму после устранения внешнего воздействия.

По Аттербергу, пластичность глин характеризуется числом пластичности, то есть разностью между значениями абсолютной влажности, которые имеет глиняная масса при нижнем и верхнем пределах пластичности. Число пластичности соответствует количеству капиллярно-подвижной воды, которое способна удержать глина.

Влагоудерживающая способность глин, зависит от их дисперсности и высокодисперсные глины или другие материалы способны удерживать значительные количества не только подвижной воды, но и неподвижной, то есть прочно связанной и адсорбционной.

основные свойства формовочной массы:

- массы должны обладать высокой начальной однородностью, которая не должна нарушаться в процессе деформирования при напряжениях, больших динамического предела текучести;

- силы внутреннего сцепления массы (силы когезии) должны быть больше сил внешнего сцепления (силы адгезии), возникающих при контакте массы с рабочей поверхностью формующего оборудования;

- силы внутреннего трения массы должны превышать силы внешнего трения массы о рабочую поверхность формуемой машины, то есть формовочные массы должны обладать достаточно высокой вязкостью;

- массы должны формоваться при пониженной влажности, так как уменьшение влаги в массе приводит к увеличению сил внутреннего сцепления.

Свойства или требования, которые предъявляются к формовочным массам, дают нам основание для определения понятия формуемости. Под формуемостью керамических масс следует понимать свойство влажной, практически двухфазной дисперсной системы сохранять свою однородность в процессе деформирования при напряжениях, больших динамического предела текучести и приобретать новую форму без внешних и внутренних дефектов. Это определение понятия формуемости наиболее полно соответствует целям и задачам пластического формования.

Таким образом, использование научно-обоснованных методов управления свойствами дисперсных систем, направленных на формирование оптимальных свойств этих систем, является основой формирования оптимальных структур на последующих технологических стадиях.