| Во время процесса спекания имеют место две основные фазы: |
- выгорание полимерного связующего
- термическое спекание основного материала.
|
| При выгорании скорость нагрева должна контролироваться таким образом, чтобы скорость потери массы была близка к постоянной величине для того, чтобы избежать образования микротрещин. |
| При спекании конечный продукт сильно зависит от температурной программы. В целом уплотнение тем выше чем ниже скорость спекания. Иногда оптимальной является температурная программа при которой скорость спекания постоянна. |
| Процедура определения темпертатурной программы, дающей постоянную скорость спекания, состоит в следующем: |
- измерение, использующее по меньшей мере 3 различных скорости нагрева, представляющие геометрическую прогрессию (напр. 5,10,20 K/мин)
- кинетический анализ для создания кинетической модели
- вычисление температурной программы для заданного значения скорости спекания.
|
| Преимущество этой процедуры по сравнению с экспериментальным подпором такой температурной программы состоит в том, что на основе всего трех измерений с постоянными скоростями нагрева возможно выполнять вычисление температурной программы для любого значения скорости спекания. Такой способ значительно уменьшает стоимость оптимизации процесса обжига. |
| измерения |
| прибор: |
NETZSCH DIL 402 C |
| длина образца/mm: |
18 .. 25 |
| температурный диапазон/°C: |
RT ... 1700 |
| скорости нагрева/(K/мин): |
5, 10, 20 |
|
| |
| Результаты моделирования |
 |
| дилатометрические измерения спекания Al2O3 и их сравнение со значениями, вычисленными на основе кинетической модели. |
| Полное спекание увеличивается при увеличении скорости нагрева. Такое поведение образца выходит за рамки нормального. Процесс с ветвлением необходим для описания процесса, при котором полное изменение длины имеет зависимость от скорости нагрева. |
| |
| моделирование спекания с контролируемой скоростью нагрева |
 |
| Температурная программа, реализующая процесс спекания с контролируемой скоростью, имеющей постоянное значение 0.1%/мин. |
| Экспериментальная проверка найденной температурной программы показывает разницу между экспериментом и прогнозированием, находящуюся в пределах экспериментальной ошибки (J. R. Opfermann, J. Blumm, W.-D. Emmerich: Thermochimica Acta 318 (1998) 213- 220). |
| |
 |
| Сравнение экспериментальных и смоделированых кривых показывает высокий уровень надежности кинетического прогнозирования. |
| Главное преимущество метода, состоящего из очень небольшого количества измерений и кинетического анализа, состоит в сокращении времени и расхода на оптимизацию процесса, а также в повышении скорости его разработки. |
|
Термокинетика
назад