Tehnologii de fabricare a materialelor ceramice tehnice

Procesul tehnologic de fabricare a produselor ceramice cuprinde succesiunea operatiilor si proceselor, tabelul 3.1, prin care una sau mai multe materii prime convenabil alese, sunt preparate, fasonate, supuse tratamentului termic si finisate corespunzator caracteristicilor si cerintelor de utilizare ale produselor respective, [106]. Materialul preparat poarta numele de masa ceramica. Pana la efectuarea tratamentului termic masa ceramica se numeste cruda iar apoi poarta denumirea de masa arsa.

Schematizarea traseului tehnologic folosit in general pentru obtinerea produsului ceramic finit se poate vedea si in figura 3.1.

3.2. Prepararea maselor ceramice

Masele ceramice sunt materii prime naturale sau obtinute prin sinteza. Prin operatii specifice se realizeaza o masa numita compozitie, avand granulatia si omogenizarea potrivite cu procedeul de fasonare adoptat si cu textura pe care trebuie sa o capete masa ceramica in urma tratamentului termic.

Tab. 3.1. Faze si operatii tehnologice

Faze principale

Operatii

Scop

Caracteristici

Preparare - Prelucrarea materiilor prime: maruntire, clasare, sortare, omogenizare

- Formare mase fluide, plastice sau granulare - Distributia granulometrica a solidului dispers

- Sistem dispers omogen cu granulometrie controlata

- Sistem dispers cu proprietati reologice adaptate procedeului de fasonare - Curba granulometrica

- Distributia granulometrica a fazelor amestecate

- Concentratie

- Stabilitate

- Fluiditate

- Plasticitate

Fasonare - Turnare

- Extrudare

- Laminare

- etc. - Aducerea masei preparate la forma dorita - Dimensiuni

- Aspect

- Porozitate

- Textura

Uscare - Tratament termic la temperaturi medii (100-2000C) - Eliminarea apei sau a altor elemente volatile - Contractie

- Rezistenta mecanica

Ardere - Tratament termic la temperaturi ridicate

- Descompuneri termice

- Reactii in faza solida, sinterizare, vitrificare - Realizarea fazelor cu compozitia si structura necesare

- Obtinerea texturii dorite - Densitate

- Forma

- Aspect

- Structura

- Textura

- Proprietati

Finisare - Prelucrare mecanica

- Glazurare

- Decorare - Protectie

- Stabilitate chimica

- Aspect, estetica - Caracteristici de produs

Fig. 3.1. Etapele procesului de fabricare a materialelor ceramice

Masa preparata se considera omogena atunci cand, fiind constituita dintr-un sistem dispers, fazele devin uniform dispersate (amestecate omogen) sau exista o granulatie omogena.

In faza de preparare pot sa intervina operatii de prelucrare a materiilor prime (maruntire, clasare, sortare, etc.) de omogenizare a componentilor precum si de formare a unor mase fluide (barbotine), plastice (paste) sau granulare. Scopul final al tuturor acestor operatii este obtinerea sistemului dispers omogen, cu granulatie controlata, care sa corespunda atat conditiilor reologice impuse de procedeul de fasonare cat si desfasurarii proceselor fizico-chimice care, in urma tratamentului, determina compozitia fazala si formarea texturii corpului ceramic.

Materiile prime, naturale sau de sinteza, se aduc la gradul de dispersie necesar prin operatii de maruntire. Pentru produsele cu textura fina granulele trebuie sa fie de ordinul 10-2 mm sau mai mici. Maruntirea se poate realiza uscat sau umed. Utilajele pentru maruntire se aleg in functie de dimensiunea si de duritatea granulelor ce trebuiesc obtinute. Operatiei de maruntire i se subordoneaza clasarea si sortarea. Prin clasare se intelege separarea solidelor polidisperse in fractiuni (clase) granulometrice. Sortarea consta in exculderea fazelor nedorite.

In urma procesului de maruntire rezulta, de obicei, granule care difera ca forma si dimensiune. Pentru a caracteriza particulele unui sistem dispers sunt acceptate ca marimi reprezentative greutatea