*** آزمایشگاه پرسلان ***

[zeinab68]

آزمایش شماره 13ـ اندازه گیری گرانروی دوغاب پس از روان سازی
هدف از انجام آزمایش
به دست آوردن درصد بهینة روان ساز، بررسی میزان تیکسوتروپ بودن دوغاب ها.
وسایل مورد نیاز جهت انجام آزمایش
پودر بدنه gr870، شیشه مرباخوری 6 عدد، همزن، ویسکومتر، ترازو با دقت gr 01/0، کورنومتر، روان ساز تري پلي فسفات.
شرح انجام آزمایش
مرحلة اول
پیش روان سازی
در این مرحله با استفاده از gr120 پودر بدنه و gr120 آب دوغابی با نسبت مساوی آب و پودر تهیه شد و بعد از همگن ساختن کامل دوغاب جهت انجام مرحلة پیش روان سازی در ویسکومتر ریخته شد تا زمان عبور آن بررسی شود. لازم به ذکر است در این مرحله از آزمایش 2 حالت متصور می باشد.
حالت اول، حالتی است که دوغاب تهیه شده بسیار ویسکوز باشد و زمان عبور آن از ویسکومتر بی نهایت گردد و به عبارت دیگر دوغاب جاری نشود. حالت دوم حالتی است که دوغاب (با نسبت مساوی آب و پودر) روان بوده و از ویسکومتر عبور کند.
در حالت نخست لازم است مرحله به مرحله با کاهش درصد پودر موجود در دوغاب. یا به عبارتی با افزایش درصد آب، دوغاب را آن قدر روان کنیم که از ویسکومتر جاری شود. به عنوان مثال در نخستین مرحله بعد از ثبت زمان بی نهایت، با در نظر گرفتن نسبت 52% آب، 48% پودر، مقدار آبی که باید به دوغاب اضافه شود را حساب کرده و بعد از همگن ساختن دوغاب، مجدداً زمان عبور دوغاب از ویسکومتر را اندازه می گیریم. بسته به شرایط دوغاب آزمایش را با نسبت های (46ـ45)، (44ـ56) و . . . آن قدر تکرار می کنیم تا دوغاب از ویسکومتر جاری شود.

در مورد حالت دوم، همان مراحل ذکر شده در مورد حالت اول را تکرار می کنیم، با این تفاوت که این بار، با افزودن مقدار اضافی پودر آزمایش را پیش می بریم تا زمانی که دوغاب دیگر از ویسکومتر جاری نشود و به عبارت دیگر زمان عبور دوغاب بی نهایت گردد. در آزمایش با پودر چینی زجاجی، حالت دوم اتفاق افتاد. به عبارت دیگر بعد از تهیه دوغاب یکنواخت با استفاده از gr120 پودر و gr120 آب. دوغاب با ویسکوزیتة پایین به دست آمد که به راحتی و در مدت زمان کمی از ویسکومتر عبور کرد.با تکرار مراحل آزمایش با نسبت هایی که در جدول زیر منعکس گردیده است. درصد آب و پودر مطلوب که در آن زمان عبور دوغاب از ویسکومتر بی نهایت می گردد به دست آمده است :

لازم به توضیح است که از ذکر زمان های عبور دوغاب ها در مراحل مختلف به دلیل اهمیت نداشتن خودداری گردید.

 

[zeinab68]

مرحله دوم
به دست آوردن بهینه روان ساز
در این مرحله در 6 شیشه مقدار gr120 پودر بدنه ریخته شد و با توجه به نسبت (62% پودر ـ 38% آب) که در مرحلة پیش روان سازی به دست آمدلازم بود به هر شیشه مقدار gr33/75 آب اضافه شود.
شیشه ها از 1 تا 6 شماره گذاری شد و به ترتیب در هر شیشه مقدار 05.0% ،0.1% ،15/0% ، 2/0% ، 25/0% ، 30/0% روان ساز كربنات سديم اضافه شد
*لازم به توضيح است كه در ازمايش اين گروه از روان ساز تري پلي فسفات جامد استفاده شد و لذا مرحله محاسبات مربوط به آب اضافه شده توسط روان ساز محلول حذف گردید.

محاسبات مربوط به مقدار روان ساز اضافه شده در هر شیشه در جدول زیر ارائه شده است :

در هنگام توزین مواد اولیه، برای هر شیشه نخست آب مورد نیاز توزین گردید، سپس مقدار روان ساز مربوط به آن، اضافه شد و به خوبی به هم زده شد تا کاملاً یکنواخت گردد و در نهایت مقدار پودر مورد نظر به آن اضافه شد.
درپوش شیشه ها محکم بسته شد و به مدت یک هفته نگهداری شد تا روان سازها عمل کنند و دوغاب ها برای اندازه گیری رفتار رئولوژیک آماده شوند.

همچنین شیشه ها توزین شدند تا در صورت تبخیر، آب کاهش یافته مجدداً اضافه شود.

اندازه گیری زمان عبور و بررسی میزان تیکسوتروپ بودن دوغاب ها
برای اندازه گیری زمان ریزش دوغاب ها، ابتدا آن ها برای چند دقیقه به هم زده شدند تا کاملاً یکنواخت گردند. سپس به ترتیب آن ها را پس از هم زدن به مدت 1 دقیقه سریعاً درون ویسکومتر ریزشی ریخته و زمان عبور به ثانیه اندازه گیری شد. زمان پایان عبور هنگامی است که دوغاب به صورت قطره، قطره از ویسکومتر عبور کند.

*درصد بهینه روان ساز، (کم ترین زمان عبور)، 25/0% می باشد.
برای بررسی میزان تیکسوتروپ بودن دوغاب، دوغاب با درصد بهینه روان ساز به مدت 5 دقیقه (بعد از هم زدن) درون ویسکومتر ریخته و زمان عبور آن بعد از 5 دقیقه اندازه گیری شد. اختلاف دو زمان به دست آمده، معیاری از تیکسوتروپی دوغاب است.
زمان اندازه گيري شده پس از5دقيقه: 22.53 ثانيه

 

[zeinab68]

نتایج به دست آمده از آزمایش

مرحلة پیش روان سازی

تحليل نتايج به دست امده از ازمايش
به نمودار زير كه جهت به دست اوردن بهينه روان ساز رسم شده است توجه كنيد:

در نمودار مشخص است كه افزايش درصد روان ساز موجب كاهش زمان عبور گشته,تا جايي كه به دليل شلوغ شدن لايه مضاعف عكس اين مورد,يعني افزايش زمان يا افزايش ويسكوزيته رخ داده است. درصد بهينه روان ساز 0.25 مي باشد.

*نكته جالب اين است كه در مورد تمامي گروه ها به جز گروه بدنه زجايي از درصد روان ساز بيشتري براي انجام ازمايش استفاده شد.اين امر موجب زیاد شدن زمان عبور دوغا ب شده است به طوري كه زمان عبور دوغاب با درصد بهينه روان ساز براي ساير گروه ها به طور متوسط 12.5 ثانيه و براي گروه بدنه زجاجي 22.53 ثانيه است.
براي ساير گروه ها درصد بهينه روان با (توجه به كم ترين زمان عبور) همگي 0.4 درصد به دست امده است.
بايد توجه داشت كه مقدار واقعی نیاز به روان ساز به عوامل زیر بستگی دارد:
1ـ ماهیت رسی
2ـ ماهیت یون های جذب شده و در مخلوط
3ـ ناخالصی های موجود در آب

 

[zeinab68]

نتايج مربوط به بررسي ميزان تيكسوتروپ بودن دوغاب ها

روان كننده ها نه تنها باعث كاهش ويكسوزيته مي شوند، بلكه تيكسوتروپي رانيز كاهش مي دهند. بنابراين ،‌مقدار مصرف روان كننده بايد به نحوي تنظيم شود كه با ايجاد بيشترين مقدار رواني ، مقادير كمي تيكسوتروپي در دو غاب ايجاد شود. دليل استفاده مشترك از سليكات و كربنات سديم به عنوان روان كننده همين مورد است. سيليكات سديم اگر چه باعث رواني دو غاب مي شود. ولي تيكسوتروپي را نيز به طور كامل از بين مي برد . در حالي كه كربنات سديم درعين حال كه باعث كاهش ويسكوزيته مي شود، مقادير كمي تيكسوتروپي در دو غاب باقي ميگذارد.

دردوغاب هاي ساخته شده در اين ازمايشگاه،مقدار تيكسوتروپي كم مي باشد (به جز گروه بدل چيني،كه احتمال خطا با توجه به دقت پايين اندازه گيري زمان عبور با استفاده از ويسكومتر ريزشي وجود دارد.) لذا در اين دوغاب ها سرعت ريخته گري پايين خواهد بود.(اين موضوع در مورد گروه زجاجي با ريخته گري يك بوته ازمايش شد و سرعت پايين ريخته گري مشاهده شد.)

 

[zeinab68]

آزمایش شماره 14ـ اندازه گیری وزن لیتر پس از روان سازی
هدف از انجام آزمایش
اندازه گیری وزن لیتر دوغاب با درصد بهینه روان ساز و مقایسه آن با وزن لیتر دوغاب پیش از روان سازی.
وسایل مورد نیاز جهت انجام آزمایش
دوغاب تهیه شده از آزمایش روان سازی با درصد بهینة روان ساز، استوانه مدرج با ظرفیت ml100، ترازو با دقت gr01/0.
روش انجام آزمایش
ابتدا استوانه مدرج تمیز و خشک بر روی ترازو قرار داده شد و بعد از صفر کردن ترازو به میزان ml100 دوغاب در آن ریخته و وزن آن اندازه گیری شد. وزن حاصل از ظرف ml100، در عدد 10 ضرب شده تا وزن لیتر دوغاب به دست آید.

نتایج به دست آمده از آزمایش
وزن لیتر قبل و بعد از روان سازی

تحليل نتايج به دست امده از ازمايش
يكي از علل استفاده از روان سازها در تهيه دوغاب افزايش وزن مخصوص است.در نتايج به دست امده از اين ازمايش نيز افزايش وزن مخصوص دوغاب پس از روان سازي در مورد تمامي گروه هاي ازمايش ديده ميشود.
سوال
از مقايسه وزن ليتر قبل وپس از روان سازي چه نتيجه اي مي توان گرفت؟
روان سازي موجب افزايش وزن ليتر ميشود. علت استفاده از روان سازها، استفاده از میزان آب کمترومیزان ذرات جامد بیش تر برای جلوگیری از عیب و نقیصه تغییر شکل قطعه است.

 

[zeinab68]

آزمایش شماره 15ـ اندازه گیری درصد ماده جامد موجود در دوغاب پس از روان سازی
هدف از انجام آزمایش :اندازه گیری درصد ماده جامد موجود در دوغاب پس از روان سازی و مقایسه آن با مقدار پیش از روان سازی.
وسایل مورد نیاز جهت انجام آزمایش
دوغاب تهیه شده از آزمایش روان سازی با درصد بهینه روان ساز. (gr100)، ترازو با دقت gr 0.01.
شرح انجام آزمایش
مقدار 100 گرم از دوغاب درون شیشه ای که پیش از این وزن آن اندازه گيري شده است. ریخته شد و سپس درون خشک کن قرار داده شد و پس از خشکایش کامل توزین شد تا درصد مادة جامد به روش آزمایشگاهی به دست آید.
و محاسبات مربوط:
وزن شيشه: g r184.47
وزن شيشه و دوغاب پس از خشكايش: g r 246.63
درصد ماده جامد موجود در دوغاب پس از روان سازي:62.12
اندازه گيري درصد ماده جامد با استفاده از رابطه برونيا
با استفاده از رابطه برونيا و وزن ليتر بدست امده از ازمايش قبل مي توان درصد ماده جامد موجود در دوغاب را به دست اورد.

ملاحظه مي شود كه مقدار به دست امده با استفاده از فرمول برونيا يه مقدار به دست امده با استفاده از روش ازمايشگاهي نزديك است.

نتايج به دست امده از ازمايش

وزن ماده خشك قبل و بعد از روان سازی

تحليل نتايج به دست امده از ازمايش

در اين مورد نيز همچون ازمايش قبلي(اندازه گيري وزن ليتر دوغاب پس از روان سازي) پس از انجام روان سازي درصد ماده جامد دوغاب (در همه گروه هاي ازمايش) افزايش پيدا كرده است.
سوال
از نتايج درصد ماده جامد قبل و بعد از روانسازي چه نتيجه اي مي توان گرفت؟ كدام بهتر است؟
روان سازي موجب افزايش درصد ماده جامد موجود در دوغاب مي شود. افزايش دانسيته دوغاب با توجه به محدوده قابل قبول ويسكوزيته آن، راندمان را افزايش داده و باعث افزايش مقدار توليد مي‌شود.
به طور كلي مي توان گفت كه سياليت يك دوغاب با نسبت ذرات جامد موجود در ان نسبت عكس دارد.به اين معنا كه هر قدر ميزان ذرات جامد در يك دوغاب زياد باشد سياليت دوغاب كم بوده و بالعكس هر قدر ميزان ذرات جامد دوغاب كم باشدسياليت و روان بودن ان دوغاب زياد خواهد بود.
با توجه به اينكه در ريخته گري دوغاب دوغاب مطلوب بايد ويسكوزيته و دانسيته مناسب داشته باشد استفاده از روان ساز علاوه بر كاهش ميزان اب مورد استفاده و افزايش درصد ماده جامد و دانسيته دوغاب،ويسكوزيته مطلوب را فراهم مي سازد.

 

[zeinab68]

آزمایش شماره 16ـ اندازه گیری مانده روی الک مش 230 پس از روان سازی
هدف از انجام آزمایش
اندازه گيري مقدار زبره پس از انجام روان سازي و بررسي تاثير روان سازي بر مقدار ان
وسایل مورد نیاز جهت انجام آزمایش
دوغاب تهیه شده از آزمایش روان سازی با درصد بهینه روان ساز.( gr100) ، ترازو با دقت gr01/0،الك مش 230،شيشه مربا خوري،اب فشان،خشك كن °C 150
شرح انجام آزمایش
در يك شيشه مربا خوري مقدار 100 گرم دوغاب تهيه شده از ازمايش روان سازي با درصد بهينه روان ساز توزين شد.سپس محتويات ان بر روي الك مش 230 تخليه شده و با استفاده از جريان اب كاملا شسته شد .سپس مانده روي الك به كمك ابفشان درون شيشه اي كه قبلا توزين شده بود ريخته شد.(وزن شيشه: 196.24) شيشه درون خشك كن قرار داده شد و پس از خشكايش كامل توزين شد و با كسر كردن وزن شيشه خالي از

وزن به دست امده از شيشه خشك وزن مانده روي الك(E) محاسبه گرديد.سپس با بهره گيري از فرمول زير درصد مانده روي الك (R)محاسبه گرديد.
لازم به توضيح است كه در فرمول بالاM مقدار ماده خشك در 100 گرم دوغاب است كه در ازمايش قبل محاسبه گرديده است.
محاسبات مربوطه..........



نتايج به دست امده از آزمايش
نتايج مربوط به اندازه گيري زبره دوغاب هاي مختلف قبل و بعد از انجام روان سازي

تحليل نتايج به دست امده از انجام آزمايش
روند تغییرات میزان زبره در گروه های مختلف همانند قبل از روانسازی است که علت آن در قبل آورده شده است. فقط میزان زبره کمی کم شده است به دلیل وجود روانساز . چون روانساز ذرات به هم چسبیده را از هم جدا می کند.

سوال
از نتايج قبل و بعد از روانسازي چه نتيجه اي مي توان گرفت؟
نتایج قبل وبعد از روانسازی زیاد نباید با هم متفاوت باشد زیرا روانسازی دانه بندی را تغییر نمی دهد.همین تفاوت نیز به علت این است که روانساز ذرات به هم چسبیده را از هم جدا میکند و باعث میشود که مانده روی الک 230بعد از روانسازی کمی کمتر شود.

 

[zeinab68]

آزمایش شماره 17ـ اندازه گیری pHدوغاب پس از روان سازی
هدف از انجام آزمایش
اندازه گيري pH دوغاب روان سازي شده با درصد بهينه روان سا ز،بررسي تاثير روان سازي بر pH دوغاب در گروه هاي مختلف
وسایل مورد نیاز جهت انجام آزمایش
دوغاب تهيه شده از ازمايش روان سازي با درصد بهينه روان ساز،يك شيشه مربا خوري،كاغذ pH سنج،ترازو
شرح انجام آزمایش
مقداري از دوغاب تهيه شده ا زمايش روان سازي با در صد بهينه روان ساز در يك شيشه مربا خوري ريخته شد و به وسيله يك كاغذ pH سنج ،pH ان اندازه گيري شد.لازم به ذكر است
كه اندازه گيري pH دوغاب با استفاده از كاغذ pH سنج با توجه به تغيير رنگ كاغذ و با بهره گيري از جدول راهنماي كاغذ انجام شد.

نتايج به دست امده از آزمايش

نتايج مربوط به اندازه گيري pH دوغاب هاي مختلف قبل و بعد از انجام روان سازي

تحليل نتايج به دست امده از انجام آزمايش
با انجام روانسازی یون هایی که قابلیت یونیزاسیون بیشتری دارند در ساختار جایگزین می شوند که باعث می شود پتانسیل زتا افزایش یابد و ذرات رس بیشتر یکدیگر را دفع میکنند .در نتیجه دوغاب بیشتر خاصیت قلیایی پیدا میکند و عدد ph طی روانسازی باید افزایش یابد که در اینجانیز این روند تقریبا مشاهده میشود.
در دوغاب هاي رسي با افزايش pH حالت رواني افزايش مي يابد حالت اسيدي باعث بسته شدن دو غاب ميشود.پس از روان سازي pH افزايش يافته و حالت بازي دوغاب تشديد ميشود.
 

 

[zeinab68]

خطاهای احتمالی آزمایش:
خطا در توزین – خطای محاسباتی - خطای دستگاه – خطای استفاده از خط کش –احتمال تفاوت آنالیز اکسیدی خاک های موجود در آزمایشگاه با آنالیز اکسیدی آورده شده در گزارشکار - در هنگام اندازه گیری زبره ممکن است سوراخ های الک گرفته شده باشد و الک خوب تمیز نشده باشد ویا قبل از اینکه تمام دانه بندی های ریز از الک رد شده باشند آن را جمع کنیم – خطا در خواندن رنگ ph – دیر یا زود زدن کورنومتردر اندازه گیری زمان عبور از ویسکومتر – وارد شدن ناخالصی گچ به هنگان آبگیری دوغاب از لوح گچی – در اندازه گیری در صد مواد فرا رممکن است در آن دمایی که آزمایش انجام شده همه ی مواد فرار خارج نشده باشد و یا محیط کوره مانع از اندازه گیری درست درصد مواد فرار شده باشد – د ربدست اوردن بهینه مقدار روانساز مواد تا 1 هفته باقی می مانند که روانساز عمل کند که ممکن است در این حین آب تبخیر شود – در محاسبه انقباض نیز خطای اندازه گیری ابعاد قطعه و خطای دستگاه و خطای استفاده از دستگاه در نتایج تاثیر گذار است – در اندازه گیری آبکارپذیری ففرکورن ممکن است مقداری آب در فاصله ای که نمونه را وزن میکنیم تبخیر شود

 

[zeinab68]

مراجع:


1.David W.Richerson, Modern Ceramic Engineering ,second Edition
2.pdf engine
3.google
4. Wikipedia
5.www.tebyan.net
6.Jmes Reed ,principle of ceramics processing ,Second Edition
7. .افسون رحیمی و مهران متین ، تکنولوژی سرامیک های ظریف ، جلد 1 ، تهران ، چاپ دوم ، 1382




دوستان اگه مطالبی دارید اضافه بر اینی که قررار دادم در مورد آزمایشاتی که روی انواع پرسلان ها انجام میشه ، لطف کنید در ادامه ی همین مطلب قرار بدید


ممنون

 

[mahdi8737]

خیلی ممنون دوست عزیز
خیلی برام مفید واقع شد