2
Spis tre
ś
ci
SPIS TREŚCI...2
1 WSTĘP ...4
2. CEL PRACY ...6
3. CZĘŚĆ TEORETYCZNA ...7
3.1. SPIEKANIE JAKO PROCES OTRZYMYWANIA TWORZYW CERAMICZNYCH. ...7
3.2. WYBRANE ELEMENTY TEORII SPIEKANIA. ...8
3.2.1. Definicje i istota spiekania ...8
3.2.2. Spiekanie układów jednofazowych w fazie stałej...10
3.2.3. Przegrupowanie podczas spiekania ...21
3.3. ROZROST ZIAREN PODCZAS SPIEKANIA...22
3.3.1. Występowanie rozrostu ziaren...23
3.3.2. Siła napędowa rozrostu ziaren...24
3.3.3. Normalny i nadmierny rozrost ziaren ...24
3.3.4. Kontrola rozrostu ziaren ...24
3.4. SPIEKANIE Z FAZĄ CIEKŁĄ...25
3.5. SPIEKANIE I PROCESY ZACHODZĄCE W UKŁADACH KRZEMIANOWYCH W PROCESIE WYTWARZANIA CERAMIKI TRADYCYJNEJ...32
3.5.1. Surowce ceramiczne stosowane w technologii ceramicznych materiałów budowlanych ...33
3.5.2. Surowce ilaste. ...33
3.5.2.1. Minerały ilaste i ich budowa ... 34
3.5.2.2 Kaolinit oraz jego przemiany termiczne. ... 37
3.5.2.3. Illit ... 40
3.5.2.4. Montmorillonit... 41
3.5.3 . Melafir...41
3.5.4. Surowce skaleniowe oraz ich przemiany termiczne...42
3.5.4.1. Skalenie barowe ... 43
3.5.4.2. Skalanie potasowe... 43
3.5.4.3. Pertyty... 44
3.5.4.4. Skalenie sodowo -wapniowe (plagioklazy)... 44
3.5.4.5. Przemiany występujące podczas ogrzewania skaleni... 45
3.5.4.6. Przemiany występujące podczas ogrzewania kwarcu ... 47
3.5.5. Mulit i jego rola w tworzywach ceramicznych ...47
4. CZĘŚĆ DOŚWIADCZALNA...49
4.1. WPROWADZENIE...49
4.2. PROGRAM BADAŃ...50
4.3. STOSOWANE SUROWCE...51
4.3.1. Charakterystyka surowców ilastych : kaolinu Sedlec i gliny Turoszów ...51
4.3.2. Badania XRD surowców ilastych...58
4.3.3. Skład ziarnowy i powierzchnia właściwa surowców ilastych ...61
4.3.3.1 Skład ziarnowy ... 61
4.3.3.2 Powierzchnia właściwa surowców ilastych... 62
4.3.4. Mikroskopowe obserwacje SEM morfologii ziaren ...63
4.3.5. Badanie gęstości surowców ilastych ...65
4.3.6. Charakterystyka melafiru ...67
4.3.6.1.Skład chemiczny i fazowy melafiru ... 67
4.3.6.2 Analiza termograwimetryczna melafiru Rybnica Leśna. ... 68
4.3.6.3. Analiza XRD melafiru Rybnica Leśna... 70
4.3.6.4. Skład ziarnowy i powierzchnia właściwa melafiru ... 71
4.3.6.5. Morfologia ziaren melafiru ... 73
4.3.6.6. Gęstość rzeczywista melafiru... 74
3.6.4.5. Temperatury charakterystyczne i zwilżalność... 74
4.4 OTRZYMYWANIE TWORZYW...77
4.4.1. Skład mieszanin surowcowych ...77
4.4.2. Przygotowanie i homogenizacja mieszanin surowcowych ...78
4.4.3. Formowanie kształtek...78
3
4.4.5. Charakterystyka kształtek po suszeniu ...79
4.4.6. Wypalanie próbek...81
4.4.6.1. Dobór warunków wypalania ... 81
4.4.6.2. Wypalanie kształtek ... 81
4.7. BADANIE WŁAŚCIWOŚCI OTRZYMANYCH TWORZYW...81
4.7.1. Pomiary gęstości rzeczywistej i pozornej ...81
4.7.2. Badanie nasiąkliwości...83
4.7.3.Porowatość tworzyw...85
4.7.4.Skurczliwość wypalania tworzyw ...88
4.7.5. Badania dylatometryczne tworzyw ...90
4.8. WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE TWORZYW. ...90
4.8.1 Wytrzymałość na zginanie ...90
4.8.2 Wyznaczenie statycznego modułu Young’a ...92
4.9. BADANIE MIKROSTRUKTURY OTRZYMANYCH TWORZYW. OBSERWACJE MIKROSKOPOWE...95
4.9.1.Wykonanie próbek do obserwacji...95
4.9.2. Obserwacje mikroskopowe SEM. ...95
4.9.3. Obserwacje w mikroskopie optycznym. ...105
4.9.3.1. Modelowe oddziaływanie ziarna melafiru z matrycą kaolinową ... 106
4.10. CHARAKTERYSTYKA MIKROSTRUKTURY TWORZYW METODĄ CYFROWEJ ANALIZY OBRAZÓW MIKROSKOPOWYCH...108
4.10.1 Analiza obrazu...109
4.11. SKŁAD FAZOWY WYBRANYCH TWORZYW...112
4.12 BADANIA ULTRADŹWIĘKOWE...124
4.12.1 Metodyka badawcza i wyniki... 124
5. PODSUMOWANIE I WNIOSKI ...128
5.1. PODSUMOWANIE...128
5.2. WNIOSKI...131
