2.3.1. Chuẩn bị phối liệu fused quartz (FQ):
26
Bảng 10: Thành phần phối liệu FQ thử nghiệm:
Nguyên liệu C-FQ80 C-FQ90
Fused Quartz SiO2 80 90
ZrSiO4 5 -
Al2O3 7 5
ðất sét 8 5
Phối liệu ñược nhiền ướt trong máy nghiền bi ñạt các thông số kỹ thuật: D = 1.70 g/ml
V = 25 giây (Vicosimet four cup) R45= 0
Hồ phối liệu với các thông số trên ñược lưu 24h, sau ñó khuấy trộn
ñều tạo hình sản phẩm chén nung gốm theo phương pháp ñổ rót trong khuôn thach cao.
27 Các thông số kỹ thuật khi ñổ rót:
Thời gian lưu hồ trong khuôn : 7 phút
ðộ dầy trung bình của mộ: 3mm Khối lượng trung bình của mộc: 70 g
Mộc sau khi tách khuôn ñược sấy khô ñến trọng lượng không ñổi và nung thử nghiệm trong lò ñiện SiC, tốc ñộ nâng nhiệt 1000C/h, lưu 1h tại nhiệt ñộ từ 1280-13200C (theo ñường cong nung)
28
Sản phẩm sau khi nung ñược làm nguội tự nhiên ñến nhiệt ñộ phòng và
ñánh giá kết quả.
2.3.2 Kết quả và nhận xét ñánh giá:
Từ việc phân tích các số liệu thực tế của mẫu sản phẩm nhập ngoại, kết hợp với thông tin nhận ñược từ các hãng công nghệ sản xuất sản phẩm tương tự, nhóm thực hiện ñề tài trực tiếp tiến hành thử nghiệm và ñánh giá khả năng tổng hợp vật liệu làm chén nung cho lò nung siêu cao tần nấu chảy kim loại trên cơ sở sử dụng FQ làm nguyên liệu chính. Việc lựa chọn hàm lượng FQ cao trong thành phần phối liệu không ngoài mục ñích tận dụng tối ña ưu thế
cơ, nhiệt của FQ. Hàm lượng các chất phụ gia bổ xung ñược giảm ñến mức tối thiểu nhằm mục ñích tổng hợp pha liên kết thứ sinh liên kết FQ.
Tính chất cơ lý các mẫu thử nghiệm sau nung. Số liệu khảo sát ñược liệt kê trong bảng dưới ñây:
29
Bảng 11: Tính chất của sản phẩm với chu kỳ có nhiệt ñộ nung cao nhất 12800C: C-FQ80 C-FQ90 ðộ bền kháng nén [kg/cm2] 67 66 Tỷ trọng [g/cm3] 1,78 1,75 ðộ xốp [%] - - Hệ số dãn nở [ 0K-1] 25-10000C 0,60 0,65 ðộ bền nhiệt không khí [lần] tại 10000C >30 >30
Bảng 12: Tính chất của sản phẩm với chu kỳ có nhiệt ñộ nung cao nhất 13200C: C-FQ80 C-FQ90 ðộ bền kháng nén [kg/cm2] 75 70 Tỷ trọng [g/cm3] 1,84 1,80 ðộ xốp [%] - - Hệ số dãn nở nhiệt [0K-1] 25-10000C 0,73 0,69 ðộ bền nhiệt không khí [lần] tại 10000C >30 >30
30
Do sử dụng tỷ lệ hàm lượng sét kết dính trong thành phần phối liệu C- FQ thấp, nên cường ñộ mộc tạo hình không cao, ñộ co của mộc nhỏ dẫn ñến phẩm khó tách khuôn khi sử dụng phương pháp tạo hình sản phẩm trong khuôn thạch cao. Bài phối liệu FQ 80 thời gian tách khuôn ngắn hơn bài FQ90 ít phế phẩm hơn khi lấy mộc ra khỏi khuôn.
Các phối liệu C-FQ bắt ñầu phát triển cường ñộ ngay tại nhiệt ñộ nung thấp tại 12800C. Việc ñiều chỉnh cấp phối hạt FQ theo hướng ưu tiên hạt thô cũng nhằm mục ñích tăng cường sựổn ñịnh cho khung cấu trúc vật liệu, tăng khả năng bền sốc nhiệt.
Với chu kỳ nung có nhiệt ñộ nung cao nhất 12800C, các phối liệu C-FQ
ñều có ñộ xốp khá cao và tỷ trọng thấp. Tuy nhiên, việc khảo sát hệ số giãn nở nhiệt lại cho kết quả rất khả quan. Hệ số dãn nở nhiệt của C-FQ80 và C- FQ90 lần lượt ñạt 0,60 và 0,65 0K-1, cao hơn vật liệu thuần FQ. Sự khác biệt này cũng hoàn toàn dễ dàng lý giải là do sự tồn tại các khoáng silicat trong pha liên kết do bổ xung phụ gia cũng góp phần làm thay ñổi hệ số giãn nở
nhiệt của mẫu thử nghiệm.
Do hệ số giãn nở nhiệt khá thấp, cộng thêm cấu trúc vật liệu tồn tại các lỗ xốp phân bố ñều ñặn, giá trị ñộ bền nhiệt tăng cao trên 30 lần thử nhiệt trong môi trường không khí hoàn toàn ñúng theo nhưñịnh hướng nghiên cứu của hệ vật liệu này.
Thử nghiệm thực tế hệ vật liệu C-FQ dưới dạng chén nung kim loại nóng chảy cho lò siêu cao tần cho kết quả rất khả quan. Toàn bộ mẫu nung thử nghiệm ñều dễ dàng vượt qua 10 lần thử nhiệt. Hiện tượng phá hủy do
ứng suất phát sinh xung dao ñộng siêu cao tần vượt quá giới hạn bền mỏi của vật liệu không xảy ra. Các mẫu thử nghiệm chỉ bị phá hủy với số lần thử
nhiệt trên 12 bởi các vết nứt trên bề mặt và trong lòng vật liệu.
Với nhiệt ñộ thiêu kết 13200C, ñặc tính cơ lý nhiệt của toàn hệ vật liệu C- FQ ñều ñược cải thiệt, tuy nhiên không thực sự rõ rệt như ñối với các hệ vật liệu gốm kết tinh khác. Nguyên nhân dẫn ñến hiện tượng này phần lớn là do
31
thủy tinh thạch anh ở nhiệt ñộ dưới 17130C hầu như không co sự biến ñổi cấu trúc. Cũng vì lý do ñó, phối liệu C-FQ vẫn lưu giữ ñược nhiều ñặc tính cơ lý nhiệt ñặc biệt của chúng ngay cả khi kết khối ở nhiệt ñộ thấp 12800C.
Với các kết quả thử nghiệm nhóm thực hiện ñề tài quyết ñịnh lựa chọn hướng sử dụng vật liệu fused quartz ñể sản xuất thử nghiệm và xây dựng công nghệ sản xuất trên cơ sở sử dụng nguyên liệu này.
Nhóm ñề tài quyết ñịnh chọn ñơn phối liệu FQ80 làm ñơn phối liệu ñể
32 Bảng 13: Thông số kỹ thuật của sản phẩm chế thử: Sản phẩm chén nấu kim loại C-FQ80 ðộ bền kháng nén [kg/cm2] 67 Tỷ trọng [g/cm3] 1,78 ðộ xốp [%] 18,6 Hệ số dãn nở [ 0K-1] 25-10000C 0,60.10-6 ðộ bền nhiệt không khí [lần] tại 10000C >30
Các tính chất kỹ thuật của sản phẩm ñã thử nghiệm hoàn toàn ñáp ứng
ñược yêu cầu của thực tế sản xuất.
Ứng dụng thử nghiệm sản phẩm tại trung tâm phục hình răng giả LAB FOUR DENTAL.
( Bản xác nhận của ñơn vị thử nghiệm sản phẩm - trong phần phụ lục)
Thuyết minh ñây chuyền:
- Nguyên liệu chính là Fused quartz ñã ñược thương phẩm hóa và cấp phối hạt theo yêu cầu nhập về kho nguyên liệu
- ðất sét ñược lựa chọn và chứa trong kho nguyên liệu.
Các nguyên liệu ñược ñịnh lượng theo ñơn phối liệu và nạp vào máy nghiền bi ướt. Nghiền phối liệu ñạt các thông số kỹ thuật thì xả hồ ra khỏi máy nghiền chứa vào Silo có khuấy liên tục và chuẩn bị khuôn thạch cao ñể ñổ rót.
Hồ sau khi xả 12-24h thì tiến hành ñổ rót. Thời gian ñổ hồ thừa theo nghiên cứu của ñề tài khi ñổ chén nấu kim loại là 7 phút.
Sau khi ñổ hồ thừa thời gian tách khuôn là 8-10 h, mộc ñược lấy ra khỏi khuôn ñưa vào sấy trong phòng sấy nhiệt ñộ sấy 1000C .
Mộc sau sấy phải qua kiểm tra vết nứt, sửa bavia… các sản phẩm mộc
ñạt yêu cầu chuyển sang công ñoạn nung.
Sản phẩm ñược nung bằng lò nung con thoi nhiên liệu LPG. Sau khi nung sản phẩm qua kiểm tra KCS nhập kho.
33 FUSE QUART ≤ 0.5 mm CÂN ðỊNH LƯỢNG NGHIỀN BI ƯỚT PHỤ GIA ðẤT SÉT ðỔ KHUÔN THẠCH CAO SẤY,SỬA SỬA PHẨM NUNG KIỂM TRA SẢN PHẨM KHUÔN THẠCH THÀNH PHẨM
34