27. Геометрические параметры зерен огнеупорных наполнителей, влияние их на свойства смесей и качество отливок.

Огнеупорные наполнители должны обладать относительно высокой огнеупорностью, термической стойкостью, инертностью к расплавленному металлу, механической прочностью, низким коэффициентом термического расширения, однородным зерновым составом и минимальной стоимостью. Самым распространенным наполнителем формовочных и стержневых смесей является кварцевый песок. По характеру распределения зерен кварцевые пески делят на пески с сосредоточенной и рассредоточенной зерновой структурой. К пескам с сосредоточенной структурой относятся пески, если остаток на 3-х смежных ситах составляет не менее 70%. Кварцевые пески с рассредоточенной зерновой структурой, когда на 3-х смежных ситах остается 60-70% навески, делятся на крупные (КРК), средние (КРС). мелкие (КРМ). Если остаток на ситах составляет менее 60%, то пески имеют общую рассредоточенность (КРО) По форме зерен пески разделяют на 3 вида: округлые, полукруглые и остроугольные. Округлая форма зерен позволяет увеличить газопроницаемость и прочностные св-ва смесей, а также снизить расход связующего, влажность и абразивное воздействие на технологическую оснастку. Степень округлости зависит от минерального состава, от характера происхождения и величины зерен (чем больше округлая форма, тем больше прочностные св-ва, соответственно снижается расход связующего, влажность, а также абразивное воздействие на технологическую оснастку). В зав-ти от крупности зерна делят на 8 групп: грубые, очень грубые, крупные, средние, мелкие,; очень мелкие, тонкие, пылевидные. Существует стандартный набор сит, который состоит из крышки, поддона и стандартного набора сит. Сита отличаются друг от друга размером ячейки. Стандартный набор сит: 1.крышка; 2.сито с ячейками, мм: 2,5; 1.6; 1; 0,63; 0.4; 0,315; 0,2; 0.16; 0,1; 0,063; 0,05; -0,05.

28. Энергетические параметры зерен огнеупорных наполнителей, влияние их на свойства смесей и качество отливок.

Энергетическое состояние частиц твердых материалов зависит от химической природы, от структурных элементов кристаллического строения, сил взаимодействия между ними, а также от типа и количества дефектов.

Неоднородности на поверхности твердых частиц возника­ют в результате того, что на поверхность выходят разные кристаллические плоскости, кристаллографические «терра­сы», дислокации, при этом наиболее сильное напряжение кристаллическая структура имеет в углах, местах "изломов", ребрах и т.д. Кроме того, неоднородность возникает в ре­зультате прошедших уже процессов адсорбции (газов, приме­сей) или десорбции (например, дегидратации) и от предва­рительной обработки материала.

Неоднородности поверхности являются источниками раз­личных поверхностных состояний: кислотные или основные центры Льюиса, которые воспри­нимают или отдают электронные пары в процессе их обобще­ствления с адсорбированными веществами (возникают на по­верхности ионных твердых тел после адсорбции инородных

веществ);

ионные поверхностные состояния - "таммовские состоя­ния" - неспаренные электроны некоторых элементов и соеди­нений могут уходить или приходить из зон твердого тела или с адсорбированных атомов и молекул;

состояния "Шокли", образуются свободными связями на поверхности ковалентного тела и проявляются в виде неспаренных электронов (такие электроны имеют очень высокую реакционную способность в химических связях).

Очистить твердое тело от поверхностных активных цент­ров можно высокотемпературным отжигом или простым нагре­вом, который обеспечивает, по крайней мере, десорбцию инородных веществ. Однако такая релаксация напряжений эф­фективна при обжиге, если плотность поверхностных центров высокая. Если же плотность невелика, то отжиг может выз­вать, наоборот, ее повышение. При нагреве дисперсного кварца обнаружено повышение плотности электрических заря­дов на поверхности его частиц.

Следовательно, в кварцевом формовочном песке происхо­дит релаксации имеющихся напряжений, и в результате ре­конструкции поверхностных слоев могут возникать активные Льюисовские центры кислотно-щелочного характера и "там­мовские" ионные поверхностные состояния, что приводит к повышению физико-химической активности кварца. В связи с этим можно сделать вывод, что механоактивация песка ока­зывается эффективной именно в том случае, если процесс релаксации напряжений (и основные полиморфные превращения), т.е. фактически "дезактивация" поверхностных актив­ных центров, происходит в процессе подготовки их измель­чением, обогащением или дополнительной активацией, а не в литейной форме при контакте с залитым сплавом.