Iskanje po katalogu digitalne knjižnice

Opis: Frite so steklaste snovi in so glavna surovina za nastanek emajlov in keramičnih prevlek. Nastanejo s taljenjem v talilnih pečeh, čemur sledi hitra ohladitev taline in tvorba grobega granulata. Za nanos na ustrezno površino se venomer meljejo, večinoma v velikih bobnastih mlinih, kar je časovno dolgotrajno in energetsko neugodno. Na drugi strani tehnologija vodne atomizacije, ki se v svetu večinoma uporablja za proizvodnjo kovinskih prahov, omogoča torbo prahov direktno ob ohlajanju taline. Enostavnost procesa in njegova velika prilagodljivost sta nas privedli, da smo se odločili raziskati možnost uporabe te tehnologije za tvorbo prašnatih frit. Študija je temeljila na raziskavi dveh kompozicijsko različnih frit, frite A in B, ki smo ju primerjali s fritami enakih vhodnih sestav, proizvedenih po klasičnem postopku izdelave. Primerjali smo kemijske in fizikalne lastnosti atomiziranih in ne-atomiziranih (klasično taljenih) prahov frit, kakor tudi emajlov, nastalih iz njih. Prahove smo s pomočjo modernih preiskovalnih metod, kot so: rentgenska fluorescenčna spektrometrija, rastrska elektronska mikroskopija, diferencialna dinamična kalorimetrija s termogravimetrično analizo, dilatometrija itd., podrobno okarakterizirali in ovrednotili. Emajlom smo ocenili njihovo površino, veznost, barvno usklajenost in kislinsko odpornost. Rezultati študije so pokazali, da obstaja velika možnost za uporabo te tehnologije za tvorbo prašnatih frit. Velikost in morfologija prahov sta bili odvisni predvsem od kemijske sestave frit in atomizacijskih parametrov. Atomizirani prahovi so v primerjavi z ne-atomiziranimi izkazovali popolnoma drugačno morfologijo, pri čemer je bolj viskozna frita (frita A) tvorila bolj nepravilne delce, manj viskozna (frita B) pa sferične. Klasično taljeni friti sta obe izkazovali morfologijo tipično za nastanek prahov s procesom mletja, vidni so bili značilno odrezani robovi in ploskve. Z razvitjem enačbe za izračun časa strjevanja (tstr) in z upoštevanjem izračuna časa sferoidizacije (tsfr) smo pridobili model, ki opisuje obliko delcev posameznih velikosti, ob spremembi procesnih parametrov ter lastnosti frit. Izračunana časovna razmerja (R(tstr/tsfr)) so uspešno potrdila nastalo morfologijo atomiziranih frit. Opazili smo tudi izredno močno interakcijo med delci ter med delci in razprševalnim sredstvom (vodo), ki je imela velik vpliv na končno morfologijo. Delci so se pri interakciji poškodovali, deformirali in preoblikovali, kar je pri fritah v primerjavi s kovinskimi sistemi zaradi njihove krhkosti še bolj zaznano. Velikostna porazdelitev delcev je bila odvisna od viskoznosti frit oziroma od stopnje pregretja taline, pri čemer smo za frite dognali, da potrebujejo za uspešno atomizacijo, zaradi svoje velike viskoznosti, višjo temperaturo pregretja (okoli 300–400 °C), kakor kovine in zlitine. Bolj fine porazdelitve so se med drugim tvorile ob višjem tlaku razprševalnega sredstva ter manjši izlivni odprtini vmesne posode (tundisha). Tako atomizirani, kot ne-atomizirani prahovi so imeli podobne lastnosti, pri čemer so atomizirane frite, zaradi višje hitrosti ohlajanja dosežene pri atomizaciji, imele višjo temperaturo steklastega prehoda (Tg) kakor tudi ostale transformacijske temperature (temperatura sintranja, zmehčanja itd.). Emajli atomiziranih frit so imeli podobne kemijske, mehanske in optične lastnosti, kar potrjuje ustreznost uporabljene tehnologije atomizacije. Izračun ekonomske upravičenosti procesa je pokazal, da bi se nam ob predvidenih stroških in prihodkih, ki se vsekakor lahko spremenijo (nižja nakupna cena naprave, boljša optimizacija porabljene energije itd.) in znatno zmanjšajo čas vračanja naložbe, investicija v vodno atomizacijo za proizvodnjo prahov frit povrnila v okoli 35,5 letih.
Ključne besede: frite, emajli, vodna atomizacija, mikrostroktura, mletje
Objavljeno v DKUM: 30.01.2015; Ogledov: 2190; Prenosov: 313
Celotno besedilo (54,16 MB)