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關(guān)鍵詞:成型壓力;造孔劑;孔隙率;強(qiáng)度;過(guò)濾壓降;碳化硅
1 引言
目前,我國(guó)電力工業(yè)是以火力發(fā)電為主,但高溫?zé)煔鈨艋讲桓撸粌H污染環(huán)境,而且浪費(fèi)掉大量的熱能和有用資源。高溫氣體除塵技術(shù)是21世紀(jì)一種先進(jìn)的高效節(jié)能技術(shù),該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用可以促進(jìn)協(xié)調(diào)我國(guó)資源、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。高溫氣體除塵技術(shù)的關(guān)鍵是在高溫下直接將煙氣實(shí)現(xiàn)氣固凈化分離,并使排出的煙氣符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。
要想去除高溫?zé)煔庵械膲m粒,要求所選陶瓷材料必須能承受高溫(500~900℃)、高壓(1.0~3.0 MPa)以及脈沖反吹時(shí)因溫度差突變而引起的熱應(yīng)力變化。因此,研發(fā)一種具有優(yōu)異性能的高溫陶瓷過(guò)濾材料很有必要。
采用碳化硅材料制備的多孔陶瓷支撐體的最大優(yōu)點(diǎn)是抗熱沖擊性好、高溫強(qiáng)度高和耐腐蝕性好,在嚴(yán)酷的條件下可以保持良好的穩(wěn)定性;同時(shí),碳化硅陶瓷具有良好的抗彎強(qiáng)度,抗彎強(qiáng)度的大小直接影響到多孔陶瓷支撐體的使用壽命。因此,碳化硅多孔陶瓷支撐體是一種優(yōu)良的高溫氣固分離材料。
等靜壓成型工藝是目前一種較為先進(jìn)的成型工藝,具有組織結(jié)構(gòu)均勻、不易變形、燒成收縮率小、模具成本低、生產(chǎn)效率高、可成型形狀復(fù)雜和精密尺寸制品等突出優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用前景非常廣泛。
本文主要根據(jù)等靜壓成型的特點(diǎn)和碳化硅的特性研究如何制備出高孔隙率和高折強(qiáng)度的碳化硅陶瓷支撐體,使其工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化,在高溫氣固分離行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。
2 試驗(yàn)過(guò)程
2.1 試驗(yàn)原料及設(shè)備
試驗(yàn)原料:碳化硅(60目),復(fù)合陶瓷粉體,造孔劑(木纖維)和粘結(jié)劑(PVA溶液)。
主要設(shè)備:冷等靜壓機(jī),電動(dòng)抗折試驗(yàn)機(jī),高溫?zé)Y(jié)爐,顯氣孔體密測(cè)定儀等。
2.2 試樣的制備
以碳化硅顆粒為骨料搭建骨架,利用細(xì)粉作為陶瓷結(jié)合劑,將混合均勻的復(fù)合陶瓷粉體緩緩加入骨料中混合均勻,然后將造孔劑加入到骨料中,在轉(zhuǎn)動(dòng)的混煉機(jī)中碾壓均勻,之后陳化24 h。在等靜壓模具中等壓成型,尺寸為Φ60 mm ×Φ40 mm × 750 mm;將成型后的試樣放入恒溫烘箱中進(jìn)行低溫烘干處理,在1330℃下燒成,保溫時(shí)間為4 h。
3 結(jié)果與討論
3.1 成型壓力對(duì)碳化硅陶瓷支撐體孔隙率、抗折強(qiáng)度的影響
成型壓力的大小對(duì)陶瓷坯體的致密度、燒成后制品的強(qiáng)度和孔隙率有直接的影響。成型壓力高,坯體強(qiáng)度高,脫模時(shí)不易破碎,燒成后制品的強(qiáng)度高,孔隙率?。怀尚蛪毫Φ?,坯體強(qiáng)度低,脫模時(shí)易損壞,燒成后制品的強(qiáng)度低,孔隙率高。因此合適的成型壓力是制備出優(yōu)異的陶瓷制品關(guān)鍵因素之一。
成型壓力與抗折強(qiáng)度和孔隙率的關(guān)系見(jiàn)圖1,隨著成型壓力的提高,碳化硅支撐體的抗折強(qiáng)度隨之升高,孔隙率下降,且下降幅度較大。而研究制備的碳化硅多孔陶瓷材料,需要保持一定的孔隙率(≥35%),因此不能只單一考慮碳化硅陶瓷強(qiáng)度來(lái)選取成型壓力。由圖1可知,成型壓力在40 mPa的時(shí),測(cè)得孔隙率>35%,抗折強(qiáng)度>22 Mpa;成型壓力超過(guò)45 mPa時(shí),孔隙率低于35%,此時(shí)氣體通過(guò)碳化硅支撐體的的阻力偏大,影響支撐體的使用效率。
3.2 造孔劑與所需成型壓力的關(guān)系
引入的造孔劑需滿足兩個(gè)條件:一是不能和陶瓷基體進(jìn)行反應(yīng);二是燒結(jié)過(guò)程中易排除,不會(huì)留下影響多孔陶瓷性能的殘留物質(zhì)。在多孔陶瓷材料中,造孔劑有很多種,如活性炭粉、石墨、淀粉、聚乙烯醇、纖維素等。
造孔劑與所需成型壓力的關(guān)系見(jiàn)圖2,在保持空隙率>35%的前提下,隨著造孔劑含量的提高,所需成型壓力大致呈線性升高,但是造孔劑添加過(guò)量后使得坯體成型以及燒成時(shí)收縮變大,燒成后的坯體易產(chǎn)生微裂紋等缺陷,制品的力學(xué)性能大幅度下降。相關(guān)研究結(jié)果顯示,造孔劑的含量選取3 wt%較為合適,此時(shí)需要的成型壓力為40 MPa,孔隙率為36.8%。
3.3 成型壓力對(duì)碳化硅陶瓷支撐體過(guò)濾壓降的影響
表征碳化硅陶瓷支撐體使用性能的主要參數(shù)之一是過(guò)濾壓降,過(guò)濾壓降的大小直接影響碳化硅陶瓷支撐體使用過(guò)程中的煙氣過(guò)濾效率。過(guò)濾壓降越小,煙氣過(guò)濾效率越高,制品的性能越好。
成型壓力與過(guò)濾壓降的關(guān)系見(jiàn)圖3。由圖3所示,隨著成型壓力的不斷提高,過(guò)濾壓降也隨之大幅度提高,兩者基本呈線性關(guān)系;加入造孔劑木纖維后,在相同的成型壓力下,陶瓷支撐體的過(guò)濾壓降明顯低于未加造孔劑的陶瓷支撐體的過(guò)濾壓降。為了降低過(guò)濾壓降,有兩種方式:一是繼續(xù)降低成型壓力;二是添加造孔劑以提高碳化硅陶瓷支撐體的孔隙率。若成型壓力過(guò)低,成型后的坯體強(qiáng)度低、極易開(kāi)裂、斷裂、碳化硅顆粒易剝落、不易成型,燒成后制品的強(qiáng)度會(huì)大幅度下降,嚴(yán)重影響使用壽命。因此選取合適的成型壓力是技術(shù)關(guān)鍵之一。
4 結(jié)論
本文對(duì)碳化硅陶瓷支撐體的等靜壓成型進(jìn)行了研究,綜合試驗(yàn)結(jié)果,所得出結(jié)論如下:
(1)當(dāng)成型壓力為40 MPa時(shí),碳化硅陶瓷支撐體的抗折強(qiáng)度和孔隙率的性能較為理想,此時(shí)的孔隙率為36.8%,抗折強(qiáng)度約為23.5 MPa。
(2)對(duì)成型壓力、造孔劑含量和過(guò)濾壓降的研究發(fā)現(xiàn),三者基本呈線性關(guān)系。成型壓力的選取至關(guān)重要。
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Study on the Forming Pressure of SiC Porous Ceramics Materials for
High Temperature Gas Solid Separation
LUN Wen-shan 1,XU Ze-yue 2 ,ZHUJun 1,LU Li-fang 1,GUO Wen-fei 2, JIANG Xin-yan2
(1 Jiangsu Jiuwu High-Tech co., LTD, Nanjing 210000;
2 Jiangsu province ceramics research institute co., LTD, Yixing 214221)
【關(guān)鍵詞】設(shè)備部門;消毒供應(yīng)中心;一次性無(wú)菌醫(yī)療用品;規(guī)范化管理
【中圖分類號(hào)】R415 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】1005-0515(2011)07-0310-01
隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)水平的提高,一次性使用無(wú)菌醫(yī)療用品愈來(lái)愈廣泛地應(yīng)用于臨床診療過(guò)程,提高了臨床工作效率,促進(jìn)了診療技術(shù)的發(fā)展,有效地預(yù)防、控制了醫(yī)院感染發(fā)生。但是,因生產(chǎn)過(guò)程、生產(chǎn)條件等不完善而導(dǎo)致的一次性醫(yī)療用品不能達(dá)到無(wú)菌、無(wú)熱源等標(biāo)準(zhǔn)也為臨床使用帶來(lái)了很大的威脅。同時(shí)醫(yī)療機(jī)構(gòu)也存在著對(duì)一次性醫(yī)療用品管理不完善,違反使用操作規(guī)程,醫(yī)護(hù)人員存在感染控制意識(shí)不強(qiáng),這些引發(fā)醫(yī)院感染的潛在隱患,將會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重后果。由此可見(jiàn),一次性使用無(wú)菌醫(yī)療器具從生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)到臨床使用,用后處理等環(huán)節(jié)必須建立嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)督管理機(jī)制[1]。
為保證一次性無(wú)菌醫(yī)療用品的安全使用,為臨床提供重要保障,我院有關(guān)職能部門、設(shè)備部門和消毒供應(yīng)中心加強(qiáng)了對(duì)一次性無(wú)菌醫(yī)療用品各環(huán)節(jié)的監(jiān)督和管理,提高了質(zhì)量監(jiān)測(cè)覆蓋率及執(zhí)行力。從進(jìn)貨、驗(yàn)收、貯存、發(fā)放,到臨床使用,回收處理各個(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)格控制,有效監(jiān)管,做到了購(gòu)進(jìn)制度化,驗(yàn)收規(guī)范化,管理科學(xué)化,為降低醫(yī)院感染發(fā)生率,提高醫(yī)療質(zhì)量,保證患者生命安全起到了關(guān)鍵性的作用?,F(xiàn)將我院對(duì)一次性使用無(wú)菌醫(yī)療用品規(guī)范化管理實(shí)施措施介紹如下。
1 提高認(rèn)識(shí)規(guī)范管理
一次性使用無(wú)菌醫(yī)療用品的質(zhì)量及在臨床使用過(guò)程中的管理不僅關(guān)系到病人的健康、生命安全和感染控制。同時(shí)對(duì)社會(huì)及醫(yī)務(wù)人員自身的健康也具有重要的意義。因此各醫(yī)療機(jī)構(gòu)有責(zé)任、有義務(wù)不斷加強(qiáng)其管理的規(guī)范化,并將其列為醫(yī)院感染管理的重要一環(huán),并嚴(yán)格按照《醫(yī)院感染管理辦法》規(guī)定,進(jìn)一步加強(qiáng)管理[1]。在進(jìn)行一次性醫(yī)療用品管理和使用中,我們應(yīng)牢固樹(shù)立“零缺陷”觀念,防患于未然。安全工程科學(xué)研究中的“海恩法則”告訴我們:每一起嚴(yán)重事故的背后,必然有29起輕微事故、300起未遂先兆及1000起事故隱患。掌握與遵循這一法則,對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)的醫(yī)療行為具有非常重要的意義[2]。
為規(guī)范一次性使用無(wú)菌醫(yī)療器具的生產(chǎn)和確保產(chǎn)品的安全使用,衛(wèi)生部會(huì)同相關(guān)部門先后頒布了有關(guān)一次性輸液器、注射器、輸血管等產(chǎn)品的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),分別從物理、化學(xué)、生物等方面規(guī)定了強(qiáng)制性要求。專門對(duì)醫(yī)療機(jī)構(gòu)采購(gòu)、使用一次性無(wú)菌醫(yī)療器械及其用后處理等環(huán)節(jié)進(jìn)行了明確的規(guī)定。我院在實(shí)施規(guī)范化管理措施中,職能部門首先加強(qiáng)全院醫(yī)護(hù)人員一次性無(wú)菌醫(yī)療用品安全管理和使用知識(shí)培訓(xùn),強(qiáng)化醫(yī)院感染控制意識(shí),加大監(jiān)管力度。設(shè)備科和消毒供應(yīng)中心嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定,完善并落實(shí)相關(guān)制度,規(guī)范操作流程,建立一次性使用無(wú)菌醫(yī)療用品管理流程:統(tǒng)一采購(gòu),索證檢驗(yàn),質(zhì)量驗(yàn)收,建立帳冊(cè)登記,規(guī)范貯存保管、發(fā)放、用前安全檢查、發(fā)生不良反應(yīng)追查問(wèn)責(zé)、無(wú)害化回收處理。
2 規(guī)范化培訓(xùn)
所有員工都應(yīng)該接受培訓(xùn),不斷提高思想素質(zhì)和職業(yè)素質(zhì)。首先要加強(qiáng)職業(yè)道德教育,對(duì)工作有高度的責(zé)任感,認(rèn)真履行崗位職責(zé),工作嚴(yán)謹(jǐn)、慎獨(dú),保障臨床需求。其次,要加強(qiáng)專業(yè)培訓(xùn),定期組織學(xué)習(xí)各項(xiàng)規(guī)章制度,一次性無(wú)菌物品規(guī)范化管理、消毒滅菌,預(yù)防醫(yī)院感染等理論知識(shí)。質(zhì)檢人員要加強(qiáng)自身業(yè)務(wù)素質(zhì)的提高,全面熟練掌握各項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)和操作規(guī)程,以便肩負(fù)質(zhì)量檢測(cè)及帶教指導(dǎo)工作。由于一次性醫(yī)療用品在診療過(guò)程中涉及的科室及人員多,所以應(yīng)加強(qiáng)醫(yī)務(wù)人員對(duì)醫(yī)院感染控制、一次性無(wú)菌物品管理的重要性、必要性以及用后處理不當(dāng)所造成的危害性的認(rèn)識(shí),應(yīng)加強(qiáng)宣傳教育,做好培訓(xùn)工作。
3 控制環(huán)節(jié)質(zhì)量的管理對(duì)策
3.1 嚴(yán)格控制產(chǎn)品采購(gòu)采購(gòu)是一次性使用無(wú)菌醫(yī)療用品的第一環(huán)節(jié),也是管理的最重要的環(huán)節(jié),我院所用一次性無(wú)菌醫(yī)療用品必須由設(shè)備部門統(tǒng)一集中采購(gòu),使用科室不得自行購(gòu)入。對(duì)購(gòu)入物品首先進(jìn)行索證檢查,核驗(yàn)證件,要具有三證或質(zhì)檢中心出示的質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告,這是決定物品是否符合資質(zhì)要求能否購(gòu)入的首要條件及關(guān)鍵步驟,若證件不全或過(guò)期,則說(shuō)明生產(chǎn)企業(yè)或經(jīng)營(yíng)單位不具備相應(yīng)的能力,故應(yīng)嚴(yán)格把關(guān),對(duì)證件齊全的無(wú)菌物品應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量驗(yàn)收,查驗(yàn)每箱(包)產(chǎn)品的檢驗(yàn)合格證、生產(chǎn)日期、生產(chǎn)和滅菌批號(hào)及滅菌標(biāo)識(shí)和失效期等,進(jìn)口的一次性導(dǎo)管等無(wú)菌醫(yī)療用品應(yīng)具有無(wú)菌日期和失效期等中文標(biāo)識(shí)。杜絕不合格產(chǎn)品流入醫(yī)院。
3.2規(guī)范庫(kù)房物品管理消毒供應(yīng)中心應(yīng)確保一次性無(wú)菌醫(yī)療用品驗(yàn)收、貯存保管、發(fā)放各環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制,應(yīng)有專人負(fù)責(zé)并建立登記帳冊(cè),認(rèn)真登記物品名稱、規(guī)格、數(shù)量、型號(hào)、批號(hào),做好出入庫(kù)、發(fā)放、回收登記,隨時(shí)掌握各科室物品使用動(dòng)態(tài)需求,設(shè)置合理的庫(kù)存量,避免超量貯存,按照有效日期順序擺放并合理安排發(fā)放,防止物品過(guò)期。質(zhì)檢人員應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收,對(duì)不同批號(hào),不同生產(chǎn)批次抽樣做生物監(jiān)測(cè),理化監(jiān)測(cè),檢測(cè)合格后方可使用,并記錄備案。按照管理規(guī)范要求,庫(kù)房環(huán)境應(yīng)陰涼干燥,通風(fēng)良好,潔凈整齊,溫度保持在200C-250C,濕度保持在50%--60%,物品放置距地面20cm,距墻面10 cm,距天花板50 cm。有資料統(tǒng)計(jì),一次性無(wú)菌物品領(lǐng)取后在清潔區(qū)無(wú)菌物品存放間拆開(kāi)外包裝,其空氣微生物含量可以從原來(lái)平均165.38cfu/m3降至88.46 cfu/m3〔3〕。因此,應(yīng)根據(jù)每日使用量拆除外包裝后由一次性無(wú)菌物品庫(kù)房送入一次性無(wú)菌物品發(fā)放間,按一次性無(wú)菌物品存放要求分類有序存放,更有效的避免無(wú)菌物品二次污染。
3.3 完善科室使用制度按照領(lǐng)取-使用-醫(yī)療廢物處置環(huán)節(jié)進(jìn)行細(xì)節(jié)管理,完善一次性無(wú)菌物品科室使用環(huán)節(jié)管理制度。臨床、醫(yī)技科室在進(jìn)行醫(yī)療護(hù)理操作時(shí),應(yīng)確保物品在使用環(huán)節(jié)中的安全,禁止使用非正常途徑提供的物品,嚴(yán)格按照一次性無(wú)菌物品使用管理規(guī)范,做到使用前認(rèn)真檢查產(chǎn)品質(zhì)量,使用中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)向有關(guān)部門反饋,領(lǐng)取存放后定人定期清查治療室無(wú)菌柜中備用物品,并注意按有效期順序存放和使用,禁止使用過(guò)期物品,禁止重復(fù)使用一次性無(wú)菌物品,使用后一次性無(wú)菌物品嚴(yán)格按照醫(yī)療廢物分類處置要求,確保使用安全和無(wú)害化處理。應(yīng)建立熱源反應(yīng)追查制度,如有輸液反應(yīng),應(yīng)留取標(biāo)本送檢,并填寫一次性醫(yī)療用品使用情況反饋單,上報(bào)院感科和設(shè)備科。設(shè)備科、供應(yīng)中心應(yīng)與使用科室充分溝通,及時(shí)聽(tīng)取反饋,滿足其使用要求。
3.4 職能部門加強(qiáng)監(jiān)管醫(yī)院感染管理科室應(yīng)履行對(duì)一次性使用無(wú)菌醫(yī)療用品采購(gòu)、貯存保管、發(fā)放管理和回收處理的監(jiān)督檢查職能,與護(hù)理部共同負(fù)責(zé)監(jiān)管全院醫(yī)護(hù)人員對(duì)一次性無(wú)菌用品管理制度執(zhí)行情況,并規(guī)范操作使用,促使各項(xiàng)規(guī)章制度的有效落實(shí)和操作流程的規(guī)范化管理。隨時(shí)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督檢查,及時(shí)收集使用過(guò)程中所發(fā)生的各種不良反應(yīng)及有關(guān)情況,并將其向設(shè)備科、消毒供應(yīng)中心反饋,及時(shí)避免因不規(guī)范操作行為給患者造成的安全隱患。
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1.拋光廢渣的熱分析:圖1是拋光廢料室溫到1250℃的差熱、熱重分析圖。圖中顯示由室溫到600℃左右,出現(xiàn)了明顯的失重,這是吸附水和氯化鎂結(jié)晶水脫除、氯化鎂分解以及廢渣沉淀劑氧化的綜合結(jié)果[3],由600℃到1050℃左右,熱重曲線稍有變化,1050℃以后,熱重曲線保持不變,可能是廢渣中碳化硅含量不高,并且碳化硅氧化中碳的脫除與氧與硅反應(yīng)形成一定的互補(bǔ)造成的,其化學(xué)反應(yīng)式為:SiC+2O2=SiO2+CO2↑
2.拋光廢渣的發(fā)泡特性:拋光廢渣中碳化硅含量低,所以在熱重分析時(shí)碳化硅氧化造成的重量變化不明顯,但這不等于對(duì)燒成后期的影響不大,實(shí)際上,1摩爾碳化硅氧化成氧化硅會(huì)放出1摩爾的二氧化碳,放出氣體的體積接近碳化硅固體體積的2000倍,所以,即使廢渣中碳化硅含量很少,如果燒成時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳封閉在坯體中,則坯體的密度和強(qiáng)度會(huì)顯著下降。為了更加詳細(xì)了解拋光廢渣在燒成時(shí)的表現(xiàn),我們將拋光廢渣制成試樣,利用可視化燒成設(shè)備測(cè)試了該試樣在燒成時(shí)的膨脹與收縮現(xiàn)象,結(jié)果示于圖2。傳統(tǒng)的拋光磨頭的成分主要有氯化鎂、氧化鎂、碳化硅等,其中碳化硅可以在較高溫度下氧化放出二氧化碳?xì)怏w。而作為膠凝材料的氯化鎂在600℃前分解放出大量的氣體。近年新型的拋光磨塊的結(jié)合劑則為銅基、鋁基、鐵基的金屬合金,以粉末冶金方法與碳化硅或者金剛石磨料燒結(jié)一起,金屬材料高溫雖不會(huì)產(chǎn)生氣體,但作為雜質(zhì)也會(huì)對(duì)陶瓷燒成有一定的影響。從拋光廢渣的膨脹收縮曲線(圖3)可以看出,拋光廢渣試樣從900℃左右開(kāi)始收縮,說(shuō)明含有磨料的拋光磚廢渣,其燒結(jié)溫度大大降低,出現(xiàn)液相的溫度提前,在該溫度下已有液相生成,試樣開(kāi)始燒結(jié)。收縮持續(xù)到在1100℃左右,膨脹開(kāi)始出現(xiàn),并且隨著溫度的升高,幾乎直線上升,直到1250℃升溫結(jié)束。根據(jù)膨脹收縮曲線,可以認(rèn)為在1100℃該試樣已經(jīng)有大量液相存在,此時(shí)生成的氣體主要被液相包圍,隨著溫度進(jìn)一步升高,氣體壓力增大,氣體膨脹,由于液相黏度大,坯體中的氣體無(wú)法及時(shí)釋放,因此氣泡變大,坯體體積增大。隨著溫度升高,碳化硅不斷氧化完全,體積越來(lái)越大。
3.分段研究拋光廢渣燒結(jié)性能:由于拋光廢渣的發(fā)泡性,在陶瓷墻地磚中使用,生產(chǎn)工藝會(huì)變得難以控制,無(wú)法保證磚的質(zhì)量,為此我們將各拋光段廢渣分別進(jìn)行了研究。根據(jù)實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì),在所有拋光廢渣中,刮平和100目以前粗拋所產(chǎn)生的廢渣占到80%以上,中磨段約10%,細(xì)磨段不到10%。拋光生產(chǎn)線各段所用的磨頭有所不同,磨塊用量和磨削量也不相同,廢渣的成分、粒度等有諸多差異,因此我們進(jìn)行分段取樣進(jìn)行燒結(jié)性能測(cè)試,結(jié)果列于表1。由表可看出,1090℃以下拋光廢渣以收縮為主,1138℃拋光廢渣已經(jīng)膨脹,這是由于碳化硅氧化產(chǎn)生氣體量過(guò)大、此溫度廢渣中液相量增多,氧化產(chǎn)生氣體不能及時(shí)排除產(chǎn)生所謂發(fā)泡現(xiàn)象,造成坯體體積膨脹;1138℃前隨著溫度的升高吸水率下降,在1138℃達(dá)到最低,說(shuō)明在此溫度,開(kāi)口氣孔逐漸變?yōu)殚]口氣孔。1175℃吸水率上升可能是由于隨溫度升高玻璃相粘度降低,閉氣孔中氣體膨脹,氣泡破裂,重新形成開(kāi)口氣孔造成。各段廢渣比較,細(xì)磨段廢渣1138℃收縮率最大,1175℃膨脹率最大,同樣溫度吸水率最小,這說(shuō)明細(xì)磨段廢渣的燒結(jié)性能與粗磨及中磨段有較大的差別,這是由于細(xì)磨段粒度小,高溫下燒結(jié)活性高,而且廢渣中磨塊成分的含量最高,即熔劑成分Mg離子含量高,造成高溫時(shí)玻璃相量較大、粘度較高,故細(xì)磨段廢渣所形成的氣孔以封閉氣孔為主。由分段試驗(yàn)可以看出,拋光廢渣的收縮膨脹吸水率等燒結(jié)性能,與拋光廢渣中含有的磨料成分及廢渣本身粒度有很大的相關(guān)性,如果要在生產(chǎn)中應(yīng)用,工藝上采取均化步驟是必不可少的,本廠的做法是拋光廢渣壓濾后,以每批1000噸為一個(gè)均化單位,集中堆積后采用挖掘機(jī)進(jìn)行粗均化,取樣化驗(yàn)后,再作為陶瓷原料使用。為了提高拋光廢渣的利用率、使原料的均勻性更好,采取了分段收集處理拋光廢渣的方法:將磨料及溶劑含量少的刮平、粗磨和中磨廢渣與細(xì)磨廢渣分開(kāi)收集,前段廢渣可以直接用于陶瓷磚生產(chǎn),細(xì)磨廢渣可以供給輕質(zhì)磚廠做生產(chǎn)輕質(zhì)磚的發(fā)泡原料,也可以作為原料漿按一定配比加到料漿池中作為原料再利用,這樣做的目的是避免因細(xì)磨段細(xì)度小、含較多電解質(zhì),出現(xiàn)漿料流動(dòng)性差現(xiàn)象,影響球磨及放漿。
4.拋光廢渣在墻地磚中的應(yīng)用試驗(yàn):為了尋找拋光廢渣在陶瓷生產(chǎn)中應(yīng)用的方法,將一定量均化處理的拋光廢渣摻加到不同吸水率坯體中,進(jìn)行燒結(jié)試驗(yàn)。設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案如下:A-廣場(chǎng)磚粉料外加25%拋光磚廢渣;B-拋光磚粉料外加25%拋光磚廢渣;C-釉面磚粉料外加25%拋光磚廢渣?;旌狭蠅褐瞥稍嚇雍螅趯?duì)應(yīng)產(chǎn)品的燒成溫度附近進(jìn)行燒結(jié)實(shí)驗(yàn),廣場(chǎng)磚和拋光磚的燒成溫度為1200℃,釉面磚的燒成溫度為1130℃。燒結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果列于表2。數(shù)據(jù)表明,加廢渣的拋光磚和廣場(chǎng)磚燒成后都有不同程度的膨脹發(fā)泡現(xiàn)象,在釉面磚素?zé)郎囟认拢黧w沒(méi)有膨脹,磚的吸水率也達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)17%以下的要求。這是由于釉面磚燒成溫度較低,并且素?zé)に囉欣谂黧w排放大量氣體。我們已成功地利用拋光磚廢渣生產(chǎn)出質(zhì)量?jī)?yōu)良的釉面磚,相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)將另文論述。
結(jié)語(yǔ)
陶瓷材料一般分為傳統(tǒng)陶瓷和現(xiàn)代技術(shù)陶瓷兩大類。傳統(tǒng)陶瓷是指用天然硅酸鹽粉末(如黏土、高嶺土等)為原料生產(chǎn)的產(chǎn)品。因?yàn)樵系某煞只祀s和產(chǎn)品的性能波動(dòng)大,僅用于餐具、日用容器、工藝品以及普通建筑材料(如地磚、水泥等),而不適用于工業(yè)用途。現(xiàn)代技術(shù)陶瓷是根據(jù)所要求的產(chǎn)品性能,通過(guò)嚴(yán)格的成份和生產(chǎn)工藝控制而制造出來(lái)的高性能材料,主要用于高溫和腐蝕介質(zhì)環(huán)境,是現(xiàn)代材料科學(xué)發(fā)展最活躍的領(lǐng)域之一。下面對(duì)現(xiàn)代技術(shù)陶瓷三個(gè)主要領(lǐng)域:結(jié)構(gòu)陶瓷、陶瓷基復(fù)合材料和功能陶瓷作一簡(jiǎn)單介紹。
一、結(jié)構(gòu)陶瓷
同金屬材料相比,陶瓷的最大優(yōu)點(diǎn)是優(yōu)異的高溫機(jī)械性能、耐化學(xué)腐蝕、耐高溫氧化、耐磨損、比重小(約為金屬的1/3),因而在許多場(chǎng)合逐漸取代昂貴的超高合金鋼或被應(yīng)用到金屬材料根本無(wú)法勝任的場(chǎng)合,如發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸套、軸瓦、密封圈、陶瓷切削刀具等。結(jié)構(gòu)陶瓷可分為三大類;氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷和玻璃陶瓷。
1、氧化物陶瓷
主要包括氧化鋁、氧化錯(cuò)、莫來(lái)石和欽酸鋁。氧化物陶瓷最突出優(yōu)點(diǎn)是不存在氧化問(wèn)題,原料價(jià)格低廉,生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單。氧化鋁和氧化錯(cuò)具有優(yōu)異的室溫機(jī)械性能,高硬度和耐化學(xué)腐蝕性,主要缺點(diǎn)是在1000℃以上高溫蠕變速率高,機(jī)械性能顯著降低。氧化鋁和氧化錯(cuò)主要應(yīng)用于陶瓷切削刀具、陶瓷磨料球、高溫爐管、密封圈和玻璃熔化池內(nèi)襯等。莫來(lái)石室溫強(qiáng)度屬中等水平,但它在1400℃仍能保持這一強(qiáng)度水平,并且高溫蠕變速率極低,因此被認(rèn)為是陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)的主要候選材料之一。上述三種氧化物也可制成泡沫或纖維狀用于高溫保溫材料。鈦酸鋁陶瓷體內(nèi)存在廣泛的微裂紋,因而具有極低的熱膨脹系數(shù)和熱傳導(dǎo)率。它的主要缺點(diǎn)是強(qiáng)度低,無(wú)法單獨(dú)作為受力元件,所以一般用它加工內(nèi)襯用作保溫、耐熱沖擊元件,并已在陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)上得到應(yīng)用。
2、非氧化物陶瓷
主要包括碳化硅、氮化硅和賽龍(SIALON)。同氧化物陶瓷不同,非氧化物陶瓷原子間主要是以共價(jià)鍵結(jié)合在一起,因而具有較高的硬度、模量、蠕變抗力,并且能把這些性能的大部分保持到高溫,這是氧化物陶瓷無(wú)法比擬的。但它們的燒結(jié)非常困難,必須在極高溫度(1500~2500℃)并有燒結(jié)助劑存在的情況下才能獲得較高密度的產(chǎn)品,有時(shí)必須借助熱壓燒結(jié)法才能達(dá)到希望的密度(>95%),所以非氧化物陶瓷的生產(chǎn)成本一般比氧化物陶瓷高。
這些含硅的非氧化物陶瓷還具有極佳的高溫耐蝕性和抗氧化性,因此一直是陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)的最重要材料,目前已經(jīng)取代了許多超高合金鋼部件?,F(xiàn)有最佳超高合金鋼的使用溫度低于1100℃,而發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒的溫度在1300℃以上,因而普遍采用高壓水強(qiáng)制制冷。待非氧化物陶瓷代替超高合金鋼后,燃燒溫度可提高到1400℃以上,并且不需要水冷系統(tǒng),這在能源利用和環(huán)保方面具有重要的戰(zhàn)略意義。
非氧化物陶瓷也廣泛應(yīng)用于陶瓷切削刀具。同氧化物陶瓷相比,其成本較高,但高溫韌性、強(qiáng)度、硬度、蠕變抗力優(yōu)異得多,并且刀具壽命長(zhǎng)、允許切削速度高,因而在刀具市場(chǎng)占有日益重要地位。它的應(yīng)用領(lǐng)域還包括輕質(zhì)無(wú)陶瓷軸承、密封件、窯具和磨球等。
3、玻璃陶瓷
玻璃和陶瓷的主要區(qū)別在于結(jié)晶度,玻璃是非晶態(tài)而陶瓷是多晶材料。玻璃在遠(yuǎn)低于熔點(diǎn)以前存在明顯的軟化,而陶瓷的軟化溫度同熔點(diǎn)很接近,因而陶瓷的機(jī)械性能和使用溫度要比玻璃高得多。玻璃的突出優(yōu)點(diǎn)是可在玻璃軟化溫度和熔點(diǎn)之間進(jìn)行各種成型,工藝簡(jiǎn)單而且成本低。玻璃陶瓷兼具玻璃的工藝性能和陶瓷的機(jī)械性能,它利用玻璃成型技術(shù)制造產(chǎn)品,然后高溫結(jié)晶化處理獲得陶瓷。工業(yè)玻璃陶瓷體系有鎂一鋁一硅酸鹽、鋰一鎂一鋁一硅酸鹽和鈣一鎂一鋁一硅酸鹽系列,它們常被用來(lái)制造耐高溫和熱沖擊產(chǎn)品,如炊具。此外它們作為建筑裝飾材料正得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,如地板、裝飾玻璃。
二、陶瓷基復(fù)合材料
復(fù)合材料是為了達(dá)到某些性能指標(biāo)將兩種或兩種以上不同材料混合在一起制成的多相材料,它具有其中任何一相所不具備的綜合性能。陶瓷材料的最大缺點(diǎn)是韌性低,使用時(shí)會(huì)產(chǎn)生不可預(yù)測(cè)的突然性斷裂,陶瓷基復(fù)合材料主要是為了改善陶瓷韌性?;谔岣唔g性的陶瓷基復(fù)合材料主要有兩類:氧化錯(cuò)相變?cè)鲰g和陶瓷纖維強(qiáng)化復(fù)合材料。
氧化鋯相變?cè)鲰g復(fù)合材料是把部分穩(wěn)定的氧化鋯粉末同其它陶瓷粉末(如氧化鋁、氮化硅或莫來(lái)石)混合后制成的高韌性材料,其斷裂韌性可以達(dá)到10Mpa,以上,而一般陶瓷的韌性僅有3Mpa左右。這類材料在陶瓷切削刀具方面得到了非常廣泛的應(yīng)用。
纖維強(qiáng)化被認(rèn)為是提高陶瓷韌性最有效和最有前途的方法。纖維強(qiáng)度一般比基體高得多.所以它對(duì)基體具有強(qiáng)化作用;同時(shí)纖維具有顯著阻礙裂紋擴(kuò)展的能力,從而提高材料的韌性。目前韌性最高的陶瓷就是纖維強(qiáng)化的復(fù)合材料,例如碳化硅長(zhǎng)纖維強(qiáng)化的碳化硅基復(fù)合材料韌性高達(dá)30 Mpa以上,比燒結(jié)碳化硅的韌性提高十倍.但因?yàn)檫@類材料價(jià)格昂貴,目前僅在軍械和航空航天領(lǐng)域得到應(yīng)用。另一引人注目的增強(qiáng)材料是陶瓷晶須。晶須是尺寸非常小但近乎完美的纖維狀單晶體.其強(qiáng)度和模量接近材料的理論值,極適用于陶瓷的強(qiáng)化。目前這類材料在陶瓷切削刀具方面已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用,主要體系有碳化硅晶須一氧化鋁一氧化鉛、碳化硅晶須一氧化鋁和碳化硅晶須一氮化硅。
三、功能陶瓷
功能陶瓷是具有光、電、熱或磁特性的陶瓷,已經(jīng)具有極高的產(chǎn)業(yè)化程度。下面簡(jiǎn)介幾類主要功能陶瓷的性能。
1、導(dǎo)電性能
陶瓷材料具有非常廣泛的導(dǎo)電區(qū)間,從絕緣體到半導(dǎo)體、超導(dǎo)體。大多數(shù)陶瓷具有優(yōu)異的電絕緣性,因而被廣泛用于電絕緣體。半導(dǎo)體分為電子型和離子型半導(dǎo)體,以晶體管集成電路為代表的是電子型半導(dǎo)體。離子型半導(dǎo)體僅對(duì)某些特殊的帶電離子具有傳導(dǎo)作用,最具有代表性的是穩(wěn)定氧化鋯和β一氧化鋁。穩(wěn)定氧化鉆僅對(duì)氧離子具有傳導(dǎo)作用,主要產(chǎn)品有氧傳感器(主要用來(lái)測(cè)定發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效率或鋼水中氧濃度)、氧泵(從空氣中獲得純氧)和燃料電池。β一氧化鋁僅對(duì)鈉離子具有傳導(dǎo)作用,主要用來(lái)制造鈉一硫電池,其特點(diǎn)是高效率、對(duì)環(huán)境無(wú)危害和可以反復(fù)充電。陶瓷超導(dǎo)體是近10年才發(fā)展起來(lái)的.它的臨界超導(dǎo)轉(zhuǎn)化溫度在所有類超導(dǎo)體中最高,已經(jīng)達(dá)到液氮溫度以上。典型的陶瓷超導(dǎo)體為釔一鋇一銅一氧系列材料,已經(jīng)在計(jì)算機(jī)、精密儀器領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
2、介電性能
大多數(shù)陶瓷具有優(yōu)異的介電性能,表現(xiàn)在其較高的介電常數(shù)和低介電損耗。介電陶瓷的主要應(yīng)用之一是陶瓷電容器?,F(xiàn)代電容器介電陶瓷主要是以鈦酸鋇為基體的材料。當(dāng)鋇或鈦離子被其它金屬原子置換后,會(huì)得到具有不同介電性能的電介質(zhì)。認(rèn)酸鈦基電介質(zhì)的介電常數(shù)高達(dá)l000以上,而過(guò)去使用的云母小于10,所以用鈦酸鋇制成的電容器具有體積小、電儲(chǔ)存能力高等特點(diǎn)。鈦酸鋇基電介質(zhì)還具有優(yōu)異的正電效應(yīng)。當(dāng)溫度低于某一臨界值時(shí)呈半導(dǎo)體鐘電狀態(tài),但當(dāng)溫度超過(guò)這一臨界值時(shí),電阻率突然增加到倍成為絕緣體。利用這一效應(yīng)的產(chǎn)品有電路限流元件和恒溫電阻加熱元件。許多陶瓷,如錯(cuò)鈦酸錯(cuò),具有顯著壓電效應(yīng)。當(dāng)在陶瓷上施加外力時(shí),會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的電信號(hào),反之亦然,從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械能和電能的相互轉(zhuǎn)換。壓電陶瓷用途極其廣泛,產(chǎn)品有壓力傳感元件、超聲波發(fā)生器等。
3、光學(xué)性能
陶瓷在光學(xué)方面的應(yīng)用主要包括光吸收陶瓷、透光陶瓷、陶瓷光信號(hào)發(fā)生器和光導(dǎo)纖維。利用陶瓷光吸收特性在日常生活中隨處可見(jiàn).如涂料、陶瓷釉和琺瑯。核工業(yè)中,利用含鉛、鋇等重離子陶瓷吸收和固定核輻射波在核廢料處理方面應(yīng)用非常廣泛。陶瓷也可被制造用來(lái)透過(guò)不同波長(zhǎng)的光線,其中最重要的就是紅外線透射陶瓷,它僅允許紅外光線透過(guò),被用來(lái)制造紅外窗口,在武器、航空航天領(lǐng)域和高技術(shù)設(shè)備上得到廣泛應(yīng)用。這類材料的典型代表有硫化鋅陶瓷和莫來(lái)石等.陶瓷還是固體激光發(fā)生器的重要材料,典型代表有紅寶石激光器和憶榴石激光器。光導(dǎo)纖維是現(xiàn)代通訊信號(hào)的主要傳輸媒介,它是用高純二氧化硅制成的,具有信號(hào)損耗低、高保真性、容量大等特性,是金屬信號(hào)傳愉線無(wú)法比擬的。
4、磁學(xué)性能
金屬和合金磁性材料具有電阻率低、損耗大的特性,尤其在高頻下更是如此,已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代科技發(fā)展的需要。相比之下,陶瓷磁性材料有電阻率高、損耗低、磁性范圍廣泛等特性.陶瓷磁性材料的代表為鐵氧體一種含鐵的復(fù)合氧化物。通過(guò)對(duì)成份的嚴(yán)格控制,可以制造出軟磁材料、硬磁材料和矩磁材料。軟磁材料的磁導(dǎo)率高,飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度大,磁損耗低.主要用于電感線圈、小型變壓器、錄音磁頭等部件。典型的軟磁材料有鎳一鋅、錳一鋅和鋰一鋅鐵氧體。硬磁材料的特性是剩磁大、矯頑力大、不易退磁,主要應(yīng)用為永久磁體,代表材料為鐵酸鋇。矩磁材料的剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度非常接近于飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度.它是因磁滯回線呈矩形而得名,主要應(yīng)用于現(xiàn)代大型計(jì)算機(jī)邏輯元件和開(kāi)關(guān)元件,代表材料為鎂一錳鐵氧體。
四、廈門大學(xué)材料系現(xiàn)代技術(shù)陶瓷研究現(xiàn)狀
廈門大學(xué)材料系前身為廈門大學(xué)化學(xué)系材料化學(xué)專業(yè),1997年從化學(xué)系獨(dú)立出來(lái)?,F(xiàn)代陶瓷的研究開(kāi)始于1985年.已有多名歸國(guó)博士先后加人并從事這一國(guó)際前沿性的理論和應(yīng)用方面的研究工作。現(xiàn)將主要研究領(lǐng)域及進(jìn)展簡(jiǎn)介如下:
1、結(jié)構(gòu)陶瓷及陶瓷基復(fù)合材料
主要從事碳化硅晶須強(qiáng)化陶瓷叢復(fù)合材料的研究。選用的基體材料為碳化硅一氧化鋁和氮化硅一氧化鋁.目標(biāo)產(chǎn)品為陶瓷切削刀具。由于采用晶須可控定向技術(shù).使復(fù)合材料的強(qiáng)度、模量和韌性顯著提高。目前這一成果已經(jīng)申報(bào)國(guó)家專利。
此外,將上述晶須可控定向技術(shù)應(yīng)用到陶瓷晶須強(qiáng)化的聚合物基復(fù)合材料中,晶須選用廉價(jià)的欽酸鉀,基體選用聚氯乙烯或聚四氟乙烯等。同傳統(tǒng)纖維強(qiáng)化復(fù)合材料相比,產(chǎn)品的強(qiáng)度和模量大幅度提高,并可用現(xiàn)有的工業(yè)設(shè)備生產(chǎn)。產(chǎn)品主要用于工業(yè)管道、化工容器等。
論 文摘 要 本文針對(duì)我國(guó)走可持續(xù)發(fā)展道路以及循環(huán)經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略,分析了廢舊磨具的物資狀況,提出了廢舊磨具的再生技術(shù)路線,并探討了廢舊磨具再生的市場(chǎng)前景?
1前言
隨著社會(huì)的發(fā)展,資源的有效利用已成為人們?nèi)找骊P(guān)注的焦點(diǎn)?資源的獲取途徑有開(kāi)采?儲(chǔ)備和再生三種?面對(duì)全球資源枯竭?國(guó)內(nèi)資源緊張的現(xiàn)狀,我國(guó)必須放棄單純的儲(chǔ)備“原生態(tài)”資源的狹窄思路,轉(zhuǎn)而走“再生資源”之路,這也是我國(guó)搞循環(huán)經(jīng)濟(jì)必須面對(duì)的一個(gè)問(wèn)題?與“儲(chǔ)備”資源相比,“再生”資源可能是解決目前我國(guó)能源困境的一種有效途徑?
如何實(shí)現(xiàn)廢舊物資的再生已成為科研開(kāi)發(fā)的重要課題之一;大批廢舊磨具的回收再利用則是磨料?磨具行業(yè)的研究熱點(diǎn)?
2廢舊磨具市場(chǎng)狀況
在機(jī)械加工行業(yè),由于磨床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?制造與技術(shù)方面的要求,磨削加工所用的磨具不可能完全被消耗,總會(huì)剩余約占磨具總質(zhì)量1/3的殘留量;另一方面,磨具生產(chǎn)企業(yè)由于生產(chǎn)工藝及過(guò)程控制不當(dāng),往往會(huì)產(chǎn)生一些廢品(即便控制得當(dāng),也會(huì)產(chǎn)生大約1%的廢品)?據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)磨具年產(chǎn)量約20萬(wàn)噸,每年產(chǎn)生的廢舊磨具近萬(wàn)噸,雖然一些技術(shù)工作者根據(jù)自身企業(yè)情況對(duì)廢舊磨具進(jìn)行了有效利用,但仍有相當(dāng)數(shù)量的廢舊磨具被當(dāng)作垃圾處理掉?
近年來(lái),磨料價(jià)格一直居高不下,節(jié)約和利廢是當(dāng)務(wù)之急?此外,從資源的角度來(lái)看,磨具的生產(chǎn)制造所用的基礎(chǔ)原料,如鋁礬土?石英?長(zhǎng)石?粘土等都屬于天然礦藏,經(jīng)長(zhǎng)期開(kāi)采,其資源已相當(dāng)有限?因此,磨具生產(chǎn)制造行業(yè)必須積極尋找新礦源?杜絕資源浪費(fèi)?發(fā)展可再生資源?廢舊磨具的再生將是磨具行業(yè)技術(shù)工作者不容回避的攻關(guān)課題?
3廢舊固結(jié)磨具再生技術(shù)
固結(jié)磨具由磨料和結(jié)合劑兩部分組成,經(jīng)過(guò)配料?混料?成形?干燥?燒結(jié)或硬化而成?磨料主要包括剛玉系和碳化硅系兩大類,是由基礎(chǔ)原材料鋁礬土?石英等經(jīng)高溫冶煉而成?磨料主要起磨削作用;結(jié)合劑主要起粘結(jié)磨粒?保持磨具硬度和強(qiáng)度的作用?在磨具制作和使用過(guò)程中,磨粒的物理化學(xué)性能并沒(méi)有發(fā)生本質(zhì)的變化,仍然保持其固有特性?當(dāng)廢舊磨具破碎加工后,每個(gè)顆粒都包含一定量的磨粒和結(jié)合劑,再生磨粒仍可保持其固有的磨粒特性?磨具根據(jù)加工工件的工藝要求分成不同類別,在制作過(guò)程中所用的磨料材質(zhì)?結(jié)合劑的種類和用量也各不相同?因此,廢舊磨具回收后要先分類,再處理:按結(jié)合劑種類將磨具分為陶瓷結(jié)合劑?橡膠和樹(shù)脂結(jié)合劑三大類;再按磨料材質(zhì)分為白剛玉?棕剛玉?微晶剛玉?單晶剛玉?鉻剛玉?綠碳化硅?黑碳化硅等?不同結(jié)合劑的廢舊磨具處理方法各不相同:對(duì)于樹(shù)脂?橡膠結(jié)合劑的磨具要按磨料材質(zhì)分類,然后投入焚燒爐焚燒,以便除去樹(shù)脂?橡膠結(jié)合劑,這樣處理后磨料性能基本沒(méi)有變化,仍可按一級(jí)磨料被重新使用;陶瓷結(jié)合劑類磨具處理方法截然不同?由于陶瓷結(jié)合劑是無(wú)機(jī)化合物,在磨具高溫(約1350℃)焙燒過(guò)程中玻化,已牢牢附著在磨料表面,很難用簡(jiǎn)單的物理?化學(xué)方法將其分離?但將陶瓷磨具物理破碎后形成的新磨粒,其磨削?自銳性能基本不會(huì)改變,因此,可以將陶瓷磨具按磨料材質(zhì)分類后進(jìn)行破碎?分級(jí),并對(duì)再生磨料進(jìn)行配方試驗(yàn),重新制成磨具加以利用?
4廢舊磨具再生的應(yīng)用前景
對(duì)于陶瓷結(jié)合劑磨具再生磨料的利用,可以從以下幾個(gè)方面入手:(1) 生產(chǎn)樹(shù)脂切割片?樹(shù)脂切割片是以樹(shù)脂液和樹(shù)脂粉為結(jié)合劑,將磨料粘結(jié)固化而成?對(duì)于切削要求不高的產(chǎn)品可以使用這種再生磨料生產(chǎn);(2) 用于樹(shù)脂磨具的夾心部分,替代優(yōu)質(zhì)磨料以降低生產(chǎn)成本?因?yàn)槟ゾ哂糜谀ハ鲿r(shí)通常僅使用外徑部分,內(nèi)徑部分不參與磨削;(3) 在陶瓷磨具生產(chǎn)中替代部分優(yōu)質(zhì)磨料?由于再生磨料仍具有良好的磨削性能,則可以在不改變磨具的硬度?強(qiáng)度?磨削性能的前提下,通過(guò)調(diào)整配方?試驗(yàn)?主要性能檢測(cè)等手段確定再生磨料的加入比例和新的生產(chǎn)工藝?
使用再生磨料可以減少資源浪費(fèi)?降低企業(yè)生產(chǎn)成本?目前正品剛玉系磨料中棕剛玉市場(chǎng)價(jià)格約為2600元/t,白剛玉約8500元/t,而再生磨料中棕剛玉僅1300元/t?白剛玉4 000元/t;正品碳化硅系磨料均價(jià)約8500元/t,而再生碳化硅磨料僅4000元/t?再生磨料與正品磨料價(jià)格懸殊,按照我國(guó)年產(chǎn)20萬(wàn)噸磨具的市場(chǎng)狀況,廢舊磨具再生每年可創(chuàng)造近5000萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)效益,并且可以減輕環(huán)境負(fù)荷,符合我國(guó)的可持續(xù)性發(fā)展及循環(huán)經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略?因此,廢舊磨具再生有十分可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,其市場(chǎng)前景非??春?
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