针对散装不定形材料由于全部为固态形式,而其中含有部分粉体,因此,在施工过程中尤其是振动和捣打时,会产生粉尘。另外,当材料施工完毕后,不能立即将胎模取出,需要加热到一定温度,使低温结合剂起作用材料具备一定的强度后,才能将胎模取出,即需要带模烘烤。为此,采用新的结合剂系统,借鉴铸造型砂的硬化机理,在材料中添加水玻璃为结合剂,有机酯为促硬剂,调节硬化时间,以获取在低温下就能有脱模强度的干式料坯体,从而省去带模烧烤过程,节约能源,简化施工过程,保障材料的使用性能。
1、在颗粒级配方面进行了调整,选取不同的q值,获得不同组成的颗粒组合,然后通过实验进行对比称量,得到当q值为0.4时,密度最大的一组颗粒级配组合,(5-3mm):(3-lmm):(1-0.1mm)=18:29:23,测得的堆积密度为2.301 g/cm3。
2、以水玻璃作结合剂,以有机酯为促硬剂时,对有机酯的适宜加入量进行了实验,结果表明,有机酯的加入量为水玻璃加入量的12.5％时,材料的硬化速度约为30min,符合工艺的要求,确定有机酯的加入量为水玻璃加入量的12.5％。
3、对制备的材料在常温下进行性能测试,实验结果表明,水玻璃加入量少时,材料结构疏松,强度低;当水玻璃用量为2％时,耐压强度为5.17MPa,能满足脱模要求,材料内部结合紧密,且细粉与颗粒之间堆积致密;当继续增加水玻璃用量时,会出现细粉的团聚现象,故2％的加入量较为适合。
4、对制备的材料在中温1100℃烧后进行了性能测试,实验结果表明,在水玻璃与树脂的共同作用下,强度普遍提高,但由于液相量少,结晶反应少,强度提高幅度较小,水玻璃用量为2％与3％的机械性能及微观结构的差别不大。
5、对制备的材料在高温1550℃烧后进行了性能测试,实验结果表明,材料内部的各组份之间的反应及液相的出现,提高了材料的结合强度,整体强度大幅度上升,且结构致密,水玻璃的加入未在SEM图中发现大量液相,晶体的形貌及轮廓清晰。
6、由材料在不同温度段的机械及微观结构的分析对比,以水玻璃为结合剂,有机酯为促硬剂时,可实现干式料的自硬化特性,水玻璃添加量不宜过多,以2％适宜。
- 作 者：
- 刘学燕
- 学科专业：
- 材料工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 山东轻工业学院
- 导师姓名：
- 赵萍
- 学位年度：
- 2011
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
