तरल पदार्थ और निलंबन की चिपचिपाहट. सस्पेंशन की चिपचिपाहट निर्धारित करने की विधि सस्पेंशन की चिपचिपाहट

यूडीसी 532.5:532.135

एल.वी. रविचेव, वी.वाई.ए. लॉगिनोव, ए.वी. बेस्पालोव

गोलाकार कणों के निलंबन की श्यानता का अध्ययन

एक अध्ययन किया गया था और एक गणितीय मॉडल प्रस्तावित किया गया था जिसमें 30 से 800 माइक्रोन के व्यास वाले गोलाकार कणों के निलंबन की चिपचिपाहट को उनके आकार वितरण की विभिन्न प्रकृति और कतरनी दरों पर मात्रा के हिसाब से 1 से 30% तक एकाग्रता सीमा में निर्धारित किया गया था। 0.1667 से 437.4 सेकंड तक"1।

गणितीय मॉडल, बहुलक, निलंबन चिपचिपापन एल.वी. रविचेव, वी.वाई. लॉगिनोव, ए.वी. गोलाकार कणों के निलंबन की श्यानता पर बेस्पालोव का शोध

अनुसंधान किया जा रहा है और गणितीय मॉडल, जो 1 से 30% आयतन की सांद्रता सीमा में 30 से 800 माइक्रोन के व्यास वाले गोलाकार कणों के निलंबन की चिपचिपाहट की गणना करने की अनुमति देता है, आकार और गति में उनके वितरण के विभिन्न चरित्र पर पेश किया जाता है। 0.1667 से 437.4 सेकंड तक की पारी"1.

गणितीय मॉडल, बहुलक, निलंबन की चिपचिपाहट

संकेंद्रित निलंबन के प्रसंस्करण की प्रक्रिया को प्रभावी ढंग से नियंत्रित करने के लिए, तापमान, कतरनी दर, भराव एकाग्रता और भराव कण आकार वितरण पर ऐसे निलंबन की चिपचिपाहट की निर्भरता को जानना आवश्यक है। इसके अलावा, यह प्रयोगात्मक रूप से स्थापित किया गया है कि भराव की आंशिक संरचना को बदलकर, तैयार उत्पाद में प्रसंस्करण के लिए पर्याप्त स्तर पर इसकी चिपचिपाहट को बनाए रखते हुए, निलंबन में कुल भरने में काफी वृद्धि करना संभव है।

रचना "पॉलिमर (गोलाकार ठोस कण) - ग्लिसरीन ("अक्रिय" निलंबन माध्यम)" का उपयोग निलंबन की चिपचिपाहट गुणों के अध्ययन और गणितीय मॉडलिंग के लिए एक मॉडल द्रव्यमान के रूप में किया गया था। ग्लिसरॉल में पॉलिमर सस्पेंशन के रियोलॉजिकल गुणों का अध्ययन करने के लिए, 30, 70, 150^200, 400^500, 700^800 माइक्रोन के कण व्यास वाले गोलाकार पॉलिमर के पांच अंशों का चयन किया गया था। अध्ययन एक घूर्णी विस्कोमीटर "रीओटेस्ट-2" का उपयोग करके किया गया था।

प्रभावी श्यानता n के बजाय, सापेक्ष श्यानता (Potn = C/Tsr) की अवधारणा का उपयोग करना अधिक सुविधाजनक है, जहाँ wcr निलंबन माध्यम की श्यानता है।

सापेक्ष चिपचिपाहट का उपयोग विभिन्न तापमानों पर किए गए प्रयोगों के परिणामों की तुलना करने की अनुमति देता है। आइए हम तापमान पर ग्लिसरॉल की चिपचिपाहट की निर्भरता के लिए समीकरण इस प्रकार लिखें:

वीसीपी = ए -10-8 ■ क्स्प ^बी जे, (1)

जहां गुणांक a = 1.07979, b = 6069.70 तापमान पर ग्लिसरॉल की चिपचिपाहट की निर्भरता निर्धारित करते हैं।

"अक्रिय" माध्यम में ठोस कणों के निलंबन की चिपचिपाहट गुणों के गणितीय विवरण के लिए समीकरणों की प्रणाली को सामान्य रूप में निम्नानुसार लिखा जा सकता है:

P- I (Per, Kvz, Fm, F)' Per - 1 (T) ' K vz = 1 (]'¥) ' Fm = 1 (yA¥, ■>) ' (2)

जहां ए भराव की आंशिक संरचना है;) कतरनी दर है; Kvz एक गुणांक है जो निलंबन माध्यम और एक दूसरे के साथ ठोस कणों की परस्पर क्रिया को ध्यान में रखता है; डी - कण व्यास; टी - तापमान; एफ - भराव की मात्रा एकाग्रता; एफएम - भराव की अधिकतम मात्रा एकाग्रता; n निलंबन की प्रभावी चिपचिपाहट है; पीएसआर - निलंबन माध्यम की प्रभावी चिपचिपाहट; - आकार कारक (एक गेंद के लिए y = 1, गैर-गोलाकार कणों के लिए

प्रपत्र 0< 1^< 1).

केंद्रित निलंबन की चिपचिपाहट की गणना करने और प्रयोगात्मक डेटा के साथ अच्छा समझौता देने के लिए प्रस्तावित मूनी समीकरण को "गोलाकार ठोस कण - "अक्रिय" निलंबन माध्यम" प्रणाली की चिपचिपाहट की गणना के लिए मूल समीकरण के रूप में चुना गया था:

पी-पीएसआर ऍक्स्प

मूनी समीकरण के विश्लेषण से पता चलता है कि निलंबन की चिपचिपाहट काफी हद तक एफएम भराव की अधिकतम एकाग्रता से निर्धारित होती है। Fm का मान जितना बड़ा होगा, अर्थात्। सस्पेंशन कणों को जितनी अधिक सघनता से पैक किया जा सकता है, किसी दिए गए सांद्रण F पर पूरे सिस्टम में उतनी ही कम चिपचिपाहट होगी, या उच्च भराव सांद्रता पर सस्पेंशन प्रवाहित होने की क्षमता बनाए रखेगा। इस संबंध में, निलंबन के तकनीकी गुणों को चिह्नित करने और इसके रियोलॉजिकल गुणों की भविष्यवाणी करने के लिए एफएम भराव की अधिकतम एकाग्रता मौलिक महत्व की हो जाती है।

अधिकतम भराव सांद्रता को समान कणों वाली परत की सरंध्रता और निलंबन के समान अनुपात में व्यक्त किया जा सकता है:

एफएम -1 ~£, (4)

जहां बी निलंबन कणों की परत की सरंध्रता है - निलंबन कणों से बनी परत में रिक्तियों का अनुपात, उनकी सबसे घनी पैकिंग के साथ। अक्सर सरंध्रता गुणांक n के माध्यम से व्यक्त किया जाता है:

जो परत में रिक्तियों के आयतन और कणों के आयतन का अनुपात है।

कार्य उन रिश्तों को प्रस्तुत करता है जो एक पॉलीफ्रैक्शनल मिश्रण की सरंध्रता की गणना करना संभव बनाते हैं, यदि पॉलीफ्रैक्शनल मिश्रण बनाने वाले अंशों yj के सरंध्रता गुणांक ज्ञात हैं, अंशों के समतुल्य कण व्यास yr, और अंशों का आयतन अंश एक्सआर (आंशिक रचना):

yg+) „ % ■ (1 + 2%) % ■ (3 + %)

Shch y, 'K": sch, ■ (1 + 2sch,) + (1 -sch,)2' Ki,' sch, ■ (3+ sch,) + (1 -schG (6)

ए, = के„पी', = के2, ■ «, +1) -1, आई = 1, 2, ..., एम - 1, = 1, 2, ..., एम - आई

Az = E(x, ,), i = 2, 3, ..., M, (7)

A4 - 2 (X A2y-1), * = 1, 2, ..., M - 1, (8)

पी - ए3 + एक्स* एन° + ए4, आर = 1, 2, ..., एम, (9)

अधिकतम मान पीजी को सरंध्रता गुणांक के वास्तविक मूल्य के रूप में लिया जाता है, जो संबंधों (5, 4) को ध्यान में रखते हुए, अधिकतम की गणना करने की अनुमति देता है।

भराव एकाग्रता.

चित्र में. चित्र 1 ठोस चरण की वॉल्यूमेट्रिक सांद्रता पर एक गोलाकार बहुलक के मोनोफ्रैक्शनल निलंबन की सापेक्ष चिपचिपाहट की निर्भरता को दर्शाता है। चित्र में. चित्र 1 से पता चलता है कि निलंबन की चिपचिपाहट न केवल ठोस चरण की सांद्रता पर निर्भर करती है, बल्कि निलंबन के कणों के व्यास पर भी निर्भर करती है, और यह कम कतरनी दर (छवि 2) के क्षेत्र में सबसे स्पष्ट रूप से प्रकट होती है। 100 माइक्रोन से कम व्यास वाले कणों वाले निलंबन के लिए चिपचिपाहट में तेज वृद्धि देखी गई है।

डि ई 500 1 मीटर] 70; ; डी- ई1 भाग *> - 1,700-80 आईसी: 50; □ 0 µm O o "* SP ■ 1- "7

चावल। 1. ठोस चरण की सांद्रता पर विभिन्न व्यास के गोलाकार बहुलक कणों के निलंबन की सापेक्ष चिपचिपाहट की निर्भरता। कतरनी दर 1 एस-1

चावल। 2. कतरनी दर पर विभिन्न व्यास के गोलाकार बहुलक कणों के निलंबन की सापेक्ष चिपचिपाहट की निर्भरता। सस्पेंशन सांद्रण 30% वॉल्यूम।

हमारे स्वयं के प्रयोगात्मक अध्ययनों के परिणामों और अन्य शोधकर्ताओं के प्रकाशित प्रयोगात्मक डेटा के विश्लेषण से पता चलता है कि गोलाकार बहुलक निलंबन की सापेक्ष चिपचिपाहट न केवल अधिकतम भराव एकाग्रता पर निर्भर करती है, बल्कि कण आकार पर काफी हद तक निर्भर करती है और कण व्यास कम होने पर तेजी से घट जाती है 100 माइक्रोन से अधिक.

सरंध्रता मूल्य और अधिकतम भराव एकाग्रता (विभिन्न सामग्री: स्टील, क्वार्ट्ज रेत, MaCl, कांच, टाइटेनियम डाइऑक्साइड, सेलूलोज़ नाइट्रेट, पायरोकोलोडियम, टाइटेनियम; कण आकार: गोलाकार, बेलनाकार, घन, कोणीय, तीव्र) पर साहित्यिक प्रयोगात्मक डेटा की समीक्षा एंगल्ड) से पता चला कि एफएम कण आकार पर निर्भर करता है और जब समतुल्य कण व्यास समीकरण 100 μm से कम होता है तो तेजी से घटता है (चित्र 3)। 100 माइक्रोन से अधिक व्यास वाले कणों के लिए, एफएम का औसत मान 0.614 है; 100 माइक्रोन से कम व्यास वाले कणों के लिए, अधिकतम भराव एकाग्रता महत्वपूर्ण रूप से कणों के व्यास पर निर्भर करती है।

प्रयोगात्मक डेटा के विश्लेषण (चित्र 3) से पता चलता है कि यह निर्भरता फॉर्म के समीकरण द्वारा अच्छी तरह से अनुमानित है

एफएम = Во + В1 + В2 ■ -ГГ ' (10)

जहाँ B0 = 0.6137; बीएक्स = - 4.970; बी2 = 18.930.

ग्लिसरॉल में एक गोलाकार बहुलक के मोनो- और पॉलीफ्रैक्शनल सस्पेंशन की चिपचिपाहट के हमारे अपने प्रायोगिक अध्ययन के परिणामों के आधार पर, Kvz मान 0.1667^437.4 s-1 की कतरनी दर सीमा में पाए गए। प्राप्त Kvz मान एक सामान्यीकरण निर्भरता में फिट होते हैं (चित्र 4)। यह विशेषता है कि प्राप्त निर्भरता का एक्सट्रपलेशन

अतिसूक्ष्म कतरनी दरों के क्षेत्र में 2.5 के करीब अंतःक्रिया गुणांक का मान देता है। वे। आइंस्टीन द्वारा परिभाषित मूल्य के लिए.

^(Eq), µm

चावल। 3. समतुल्य व्यास पर अधिकतम भराव सांद्रता की निर्भरता

चावल। 4. कतरनी दर पर अंतःक्रिया गुणांक की निर्भरता

डि ई 500 मीटर] ■70; ; डी-"एस भाग ओ- 1 700-80 आईसी: 50; □ 0 µm) 30; - 40

कण व्यास: C80; n>- 70! ए 160: एन - 400- :

5(यू; डी- 700-80) माइक्रोन

चावल। 5. कतरनी दर पर विभिन्न व्यास के गोलाकार बहुलक कणों के निलंबन की सापेक्ष चिपचिपाहट की निर्भरता। सस्पेंशन सांद्रण 30% वॉल्यूम। प्रायोगिक बिंदु दिए गए हैं. बिंदीदार रेखा - मॉडल का उपयोग करके गणना

चावल। 6. कतरनी दर पर एक गोलाकार बहुलक के तीन-अंश निलंबन की सापेक्ष चिपचिपाहट की निर्भरता। एकाग्रता - 30% वॉल्यूम। प्रायोगिक बिंदु दिए गए हैं. बिंदीदार रेखा - मॉडल का उपयोग करके गणना

निर्भरता Kvz = /(/£(/)) को फॉर्म के समीकरण द्वारा अच्छी तरह से अनुमानित किया गया है:

Kvz = a + ax + ax2 + ax3 ,

जहाँ x = ^(]); ए0 = 2.344; ए1 = 0.290; ए2 = 0.204; ए3 = 0.067.

इस प्रकार, गोलाकार कणों के निलंबन की चिपचिपाहट गुणों के गणितीय विवरण के लिए समीकरणों की अंतिम प्रणाली इस प्रकार है:

जहाँ m भराव कणों के अंशों की संख्या है।

ग्लिसरॉल में गोलाकार बहुलक कणों के मोनो- और पॉलीफ्रैक्शनल निलंबन के प्रयोगात्मक और गणना किए गए चिपचिपापन मूल्यों की तुलना उनके अच्छे समझौते को दर्शाती है (चित्र 5, 6)।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि परिणामी मॉडल न केवल उस स्थिति में निलंबन की चिपचिपाहट की गणना करना संभव बनाता है जब भराव गोलाकार कण होता है, बल्कि तब भी जब भराव अनियमित आकार के कण होता है। इस मामले में, कण के समतुल्य व्यास की गणना की जाती है, जिसे दिए गए कण के समान आयतन वाले गोले के व्यास के रूप में परिभाषित किया जाता है।

विकसित गणितीय मॉडल विभिन्न भिन्नात्मक रचनाओं (30 से 800 μm तक व्यास) के गोलाकार कणों वाले निलंबन की चिपचिपाहट की गणना करना संभव बनाता है, कतरनी दरों की एक विस्तृत श्रृंखला (0.1667 से 437.4 s-1 तक) और ठोस कण सांद्रता से 1 से 30% के बारे में. उनके आकार वितरण की विभिन्न प्रकृति के साथ।

1. मूनी एम. गोलाकार कणों के संकेंद्रित निलंबन की चिपचिपाहट // कोलाइड साइंस जर्नल। 1951. वि.6. क्रमांक 2. आर.162.

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रुहेंडेन फ्लुसिग्केइटन सस्पेंडिएरटेन टेइलचेन // एनालेन डेर फिजिक में बेवेगंग वॉन। 1905, 322(8). पृ.549-560.

रविचेव लियोनिद व्लादिमीरोविच -

तकनीकी विज्ञान के उम्मीदवार, रूसी रासायनिक प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय के तकनीकी नवाचार प्रबंधन विभाग के एसोसिएट प्रोफेसर। डी.आई. मेंडेलीव

लॉगिनोव व्लादिमीर याकोवलेविच -

तकनीकी विज्ञान के उम्मीदवार, लाइसेंसिंग और मान्यता विभाग के प्रोग्रामर शिक्षण कार्यक्रमरूसी रासायनिक-प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय के नाम पर रखा गया। डि मेंडलीव

बेस्पालोव अलेक्जेंडर वैलेंटाइनोविच -

तकनीकी विज्ञान के डॉक्टर, रूसी रासायनिक प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय के सामान्य रासायनिक प्रौद्योगिकी विभाग के प्रोफेसर। डि मेंडलीव

एक पदार्थ से बने छोटे ठोस, तरल या गैसीय कणों के रूप में मिश्रण जो दूसरे तरल पदार्थ में बेतरतीब ढंग से बिखरे होते हैं, प्रकृति और उद्योग में काफी आम हैं। शब्द "निलंबन" आमतौर पर तरल में छोटे ठोस कणों की एक प्रणाली को संदर्भित करता है, हालांकि गतिशील दृष्टिकोण से दो मीडिया की प्रकृति का बहुत कम महत्व है, और हम इस शब्द का उपयोग ठोस कणों की एक प्रणाली के लिए भी करेंगे। एक गैस, किसी तरल (इमल्शन) या गैस में फैली हुई एक तरल की बूंदों की एक प्रणाली, और एक तरल में गैस के बुलबुले की एक प्रणाली। यह जानना दिलचस्प होगा कि जब सीमाएं हिलती हैं और बल लागू होते हैं तो ऐसे निलंबन कैसे व्यवहार करेंगे। यदि निलंबन की गति के पैमाने की विशेषता लंबाई कणों के बीच की औसत दूरी की तुलना में बड़ी है, और हम मान लेंगे कि यह मामला है, तो निलंबन को यांत्रिक गुणों के साथ एक सजातीय तरल माना जा सकता है,

आसपास के तरल पदार्थ के गुणों से भिन्न जिसमें ये कण निलंबित हैं। गोलाकार कणों के अराजक वितरण में ऐसा कोई गुण नहीं होता जो माध्यम में गति की दिशा पर निर्भर करता हो (लंबी छड़ों के आकार के कण स्थानीय वेग वितरण के सापेक्ष एक विशेष दिशा में स्थित होने की प्रवृत्ति के कारण ऐसे गुण पैदा कर सकते हैं, हालांकि ब्राउनियन निलंबित कणों की गति ऐसी किसी भी अधिमान्य दिशा को समाप्त कर देती है)। इसलिए, यदि आसपास का माध्यम एक "न्यूटोनियन" सजातीय तरल पदार्थ है, तो लगभग गोलाकार कणों का समतुल्य निलंबन भी न्यूटोनियन है और कतरनी चिपचिपाहट (और संभवतः थोक चिपचिपाहट) की विशेषता है।

इस खंड में, हम ऐसे छोटे रैखिक आयामों के निलंबित कणों वाले एक असम्पीडित तरल पदार्थ की प्रभावी चिपचिपाहट निर्धारित करेंगे कि ए) कण की गति पर गुरुत्वाकर्षण और जड़ता के प्रभाव को ध्यान में नहीं रखा जाता है (इसलिए, कण स्थानीय रूप से एक साथ चलता है इसके चारों ओर तरल पदार्थ के साथ) और बी) एक कण की उपस्थिति के कारण उत्पन्न होने वाली परेशान गति की रेनॉल्ड्स संख्या एकता की तुलना में छोटी है। सरलता के लिए, हम मान लेंगे कि कणों का आकार गोलाकार है; छोटे त्रिज्या के तरल या गैसीय कणों के मामले में, सतह तनाव द्रव गति के विकृत प्रभाव के बावजूद कणों को गोलाकार रखता है, इसलिए आकार की धारणा केवल ठोस कणों के लिए आवश्यक है। अंत में, हम मान लेंगे कि निलंबन इतने पतले हैं कि कणों के बीच की औसत दूरी उनके रैखिक आयामों की तुलना में बड़ी है।

इन स्थितियों के तहत, आसपास के तरल पदार्थ की मुख्य गति, जिस पर एक कण की उपस्थिति से निर्मित विकृत प्रवाह आरोपित होता है, को सजातीय अनुवादात्मक, घूर्णी और विशुद्ध रूप से विरूपण संबंधी गतियों से युक्त माना जा सकता है। कण अनुवादात्मक रूप से चलता है और अपने आस-पास के तरल पदार्थ के साथ घूमता है, ताकि गड़बड़ी केवल विशुद्ध रूप से विरूपण गति (कतरनी) से जुड़ी हो। कण से उत्पन्न होने वाली विरूपण गति की गड़बड़ी अनिवार्य रूप से अपव्यय की कुल दर में वृद्धि के साथ होती है, और निलंबन (कतरनी या थोक) की प्रभावी चिपचिपाहट आसपास के तरल पदार्थ की चिपचिपाहट से अधिक होनी चाहिए; बाद में हम यह सुनिश्चित करेंगे कि वास्तव में यही मामला है।'

आरंभ करने के लिए, हम मानते हैं कि कण असम्पीडित हैं, इसलिए निलंबन भी एक असम्पीडित माध्यम के रूप में व्यवहार करता है, और केवल कतरनी चिपचिपाहट गुणांक के प्रभावी मूल्य को निर्धारित करने की आवश्यकता है। इसके लिए एक असंपीड़ित कण द्वारा उत्पन्न परेशान प्रवाह के स्पष्ट प्रतिनिधित्व की आवश्यकता होती है, और इसलिए हम नगण्य जड़त्वीय बलों के साथ प्रवाह की संबंधित समस्या पर विचार करते हैं।

*आर - इमल्शन घनत्व; क्रीम वसा घनत्व 0.8887 ग्राम/सेमी 3

503. नीचे दी गई तालिका जिंक आयोडाइड (एक ऐसी संरचना जो माप प्रक्रिया के दौरान मोतियों के अवसादन को रोकती है) के जलीय घोल में कांच के मोतियों (औसत व्यास 65 माइक्रोन) के निलंबन की चिपचिपाहट के अध्ययन के परिणाम दिखाती है:

इन आंकड़ों का उपयोग करते हुए, लेटेक्स के आयतन अंश पर कम चिपचिपाहट की निर्भरता की साजिश रचें और आंतरिक चिपचिपाहट [f® 0 पर] निर्धारित करें। क्या यह निलंबन के लिए आइंस्टीन समीकरण के सैद्धांतिक गुणांक के बराबर है?

505. विस्कोमेट्रिक विधि के अनुसार पॉलीविनाइल अल्कोहल के दाढ़ द्रव्यमान की गणना करें: आंतरिक चिपचिपाहट 0.15 मीटर 3 / किग्रा, मार्क-हौविंक समीकरण के स्थिरांक कएमएच = 4.53 ×10-5 एल/जी और ए = 0.74।

506. विस्कोमेट्रिक विधि (स्थिरांक) से प्रयोगात्मक डेटा का उपयोग करके एनिलिन में एथिलसेलुलोज के दाढ़ द्रव्यमान की गणना करें: कएमएच = 6.9 ×10 –5 एल/जी, ए = 0.72):

507. एसीटोन में सेलूलोज़ नाइट्रेट के कई अंशों के लिए, चिपचिपाहट माप 25 डिग्री सेल्सियस पर किया गया और विशिष्ट चिपचिपाहट की गणना की गई:

इस प्रणाली के लिए मार्क-हाउविंक समीकरण के गुणांकों की गणना करें।

508. नीचे दी गई तालिका डाइमिथाइलफॉर्मामाइड में पॉली (जी-बेंज़िल-एल-ग्लूटामेट) के समाधान के विस्कोमेट्रिक माप के परिणाम दिखाती है। उनसे मार्क-हाउविंक समीकरण के गुणांक निर्धारित करें।

509. नीचे दी गई तालिका 22 डिग्री सेल्सियस पर मिथाइल एथिल कीटोन में पॉलीस्टाइनिन के कई अंशों के समाधान के विस्कोमेट्रिक माप के परिणाम दिखाती है:

इस प्रणाली के लिए मार्क-हाउविंक समीकरण के गुणांक ज्ञात करें।

510. कई पॉलीकैप्रोलैक्टम तैयारियों के लिए, दाढ़ द्रव्यमान स्थापित किए गए थे और 25 डिग्री सेल्सियस पर एम-क्रेसोल में उनके समाधान की विशिष्ट चिपचिपाहट निर्धारित की गई थी:

इन डेटा का उपयोग करके, पॉलीकैप्रोलैक्टम/एम-क्रेसोल सिस्टम के लिए मार्क-हाउविंक समीकरण के गुणांक खोजें।

511. विस्कोमेट्रिक विधि (मार्क-हौविंक समीकरण के स्थिरांक) के डेटा का उपयोग करके एसीटोन में पॉलीविनाइल एसीटेट के दाढ़ द्रव्यमान की गणना करें कएमएच = 4.2 ×10 –5 एल/जी, ए = 0.68):

512. निम्नलिखित डेटा का उपयोग करके क्लोरोफॉर्म में पॉली (जी-बेंज़िल-एल-ग्लूटामेट) के लिए आंतरिक चिपचिपाहट और हगिंस गुणांक निर्धारित करें:

513. निम्नलिखित डेटा का उपयोग करके 30 डिग्री सेल्सियस पर साइक्लोहेक्सेन में पॉलीआइसोब्यूटिलीन के लिए मार्क-हाउविंक समीकरण के गुणांक निर्धारित करें:

514. ट्राइफ्लोरोएथेनॉल (टीएफई) में पॉलीप्रोपियोलैक्टोन के कई नमूनों के समाधानों का 25 डिग्री सेल्सियस पर विस्कोमेट्रिक रूप से अध्ययन किया गया और दाढ़ द्रव्यमान पर आंतरिक चिपचिपाहट की निम्नलिखित निर्भरता प्राप्त की गई:

515.

साथ, वज़न %	20.0	16.0	12.0	8.0	4.0
आर*, जी/सेमी 3	0.970	0.975	0.979	0.983	0.988	0.993
एच, सी.पी	0.986	0.857	0.697	0.612	0.532	0.476

*आर - इमल्शन घनत्व; क्रीम वसा घनत्व 0.8887 ग्राम/सेमी 3)

इन आंकड़ों के आधार पर, वसा के आयतन अंश पर कम चिपचिपाहट की निर्भरता का एक ग्राफ बनाएं और विशेषता चिपचिपाहट [f® 0 पर] निर्धारित करें। क्या यह निलंबन के लिए आइंस्टीन समीकरण के सैद्धांतिक गुणांक के बराबर है?

516. क्लोरोफॉर्म (ट्राइक्लोरोमेथेन, सीएचसीएल 3) में पॉलीप्रोपियोलैक्टोन के कई नमूनों के समाधान का 30 डिग्री सेल्सियस पर विस्कोमेट्रिक रूप से अध्ययन किया गया और दाढ़ द्रव्यमान पर आंतरिक चिपचिपाहट की निम्नलिखित निर्भरता प्राप्त की गई:

मार्क-हाउविंक समीकरण के गुणांकों की गणना करें।

517. यह स्थापित किया गया है कि 20 डिग्री सेल्सियस पर पॉलीसोब्यूटिलीन समाधान की विशेषता चिपचिपाहट और इसके दाढ़ द्रव्यमान के बीच संबंध एमसूत्र द्वारा वर्णित [h] (l/g) = 3.60×10 –4 × एम 0.64. एक घोल में पॉलीआइसोब्यूटिलीन अंश का दाढ़ द्रव्यमान निर्धारित करें जिसकी आंतरिक चिपचिपाहट 1.80 मीटर 3/किग्रा है।

518. ज्ञात के साथ पॉलीसोब्यूटिलीन के कई अंशों के समाधान की आंतरिक चिपचिपाहट का माप दाढ़ द्रव्यमानडायसोब्यूटिलीन में निम्नलिखित परिणाम सामने आए:

मार्क-हाउविंक समीकरण के गुणांकों की गणना करें।

519. 0.105 एल/जी के समाधान की विशेषता चिपचिपाहट से पॉलीस्टाइनिन के दाढ़ द्रव्यमान की गणना करें। विलायक – टोल्यूनि; इन स्थितियों के लिए मार्क-हाउविंक समीकरण के स्थिरांक: कएमएच = 1.7 ×10-5 एल/जी, ए = 0.69।

520. बेंजीन में पॉलीविनाइल एसीटेट के दाढ़ द्रव्यमान की गणना करें यदि इसके समाधान की विशेषता चिपचिपाहट 0.225 एल/जी है, जो मार्क-हौविंक समीकरण के स्थिरांक हैं कएमएच = 5.7 ×10-5 एल/जी और ए = 0.70।

522. निम्नलिखित डेटा का उपयोग करके क्लोरोफॉर्म में पॉलीविनाइल एसीटेट का दाढ़ द्रव्यमान निर्धारित करें: [एच] = 0.340 एल/जी, मार्क-हाउविंक समीकरण के स्थिरांक कएमएच = 6.5 ×10-5 एल/जी और ए = 0.71।

521. नीचे दी गई तालिका 64 डिग्री सेल्सियस पर वसा एकाग्रता के एक समारोह के रूप में मलाई रहित दूध और आसुत जल के साथ क्रीम के मिश्रण की चिपचिपाहट के माप के परिणाम दिखाती है।

साथ, वज़न %	20.0	16.0	12.0	8.0	4.0
आर*, जी/सेमी 3	1.021	1.029	1.037	1.045	1.053	1.061
एच, सी.पी	2.506	2.047	1.739	1.490	1.270	1.134

*आर - इमल्शन घनत्व, क्रीम वसा घनत्व 0.8887 ग्राम/सेमी 3)

इन आंकड़ों के आधार पर, वसा के आयतन अंश पर कम चिपचिपाहट की निर्भरता का एक ग्राफ बनाएं और विशेषता चिपचिपाहट [f® 0 पर] निर्धारित करें। क्या यह निलंबन के लिए आइंस्टीन समीकरण के सैद्धांतिक गुणांक के बराबर है?

523. नाइट्रोसेल्यूलोज का दाढ़ द्रव्यमान निर्धारित करें यदि एसीटोन में इसके घोल की विशिष्ट चिपचिपाहट 0.204 मीटर 3/किग्रा है, जो मार्क-हाउविंक समीकरण के स्थिरांक हैं कएमएच = 0.89 ×10-5 एल/जी और ए = 0.9।

524. ब्यूटाइल क्लोराइड में पॉलीप्रोपियोलैक्टोन के कई नमूनों के समाधान के लिए, 13 डिग्री सेल्सियस पर दाढ़ द्रव्यमान पर आंतरिक चिपचिपाहट की निम्नलिखित निर्भरता प्राप्त की गई थी:

मार्क-हाउविंक समीकरण के गुणांकों की गणना करें।

525. विस्कोमेट्रिक विधि (स्थिरांक) से डेटा का उपयोग करके टोल्यूनि में एथिलसेलुलोज का दाढ़ द्रव्यमान निर्धारित करें: कएमएच = 11.8 ×10 –5 एल/जी, ए = 0.666):

526. 25 डिग्री सेल्सियस पर, ज्ञात दाढ़ द्रव्यमान वाले पॉलीस्टाइनिन के कई अंशों के टेट्राहाइड्रोफ्यूरान में समाधान की विशिष्ट चिपचिपाहट निर्धारित की गई थी:

मार्क-हाउविंक समीकरण के गुणांकों की गणना करें।

परिशिष्ट 1. भौतिक राशियों के मापन की इकाइयाँ

एक भौतिक मात्रा एक संख्यात्मक मान (संख्या) और माप की एक इकाई का उत्पाद है। एसआई में (आधिकारिक नाम : ले सिस्टेम इंटरनेशनल डी'यूनिटेस) माप की सात बुनियादी इकाइयाँ और दो अतिरिक्त इकाइयाँ परिभाषित हैं (तालिका 1.1)। अन्य सभी भौतिक मात्राएँ भौतिक नियमों (सूत्रों) के अनुसार गुणा या भाग का उपयोग करके मूल मात्राओं से प्राप्त की जाती हैं। उदाहरण के लिए, रैखिक गतिआंदोलन समीकरण द्वारा निर्धारित होता है वी= डीएल/डी टी. इसका एक आयाम (लंबाई/समय) और एक एसआई इकाई (मूल एसआई इकाइयों से प्राप्त) एम/एस है। कुछ व्युत्पन्न इकाइयों के अपने नाम और पदनाम हैं (तालिका 1.2)।

बड़े या छोटे संख्यात्मक मानों के सुविधाजनक प्रबंधन के लिए, एसआई मानक दशमलव उपसर्गों का उपयोग करता है जो एकाधिक और उप-गुणक दशमलव व्युत्पन्न को परिभाषित करते हैं। (सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले तालिका 1.3 में सूचीबद्ध हैं)। उदाहरण के लिए, 1 नैनोमीटर (1 एनएम दर्शाया गया है) का मतलब है एक मीटर के 10-9 अंश, यानी 1 एनएम = 10-9 मीटर। 1 मिलीपास्कल (1 एमपीए) का मतलब है 10-3 पास्कल। द्रव्यमान की मूल इकाई "किलोग्राम" में पहले से ही उपसर्ग किलो- है। इस मामले में, कोई भी अन्य दशमलव व्युत्पन्न दशमलव व्युत्पन्न "ग्राम" से बनता है। उदाहरण के लिए, 1 मिलीग्राम, 1 मिलीग्राम, का अर्थ है 10 -3 ग्राम या 10 -6 किग्रा। (ग्राम सीजीएस और एसआई दशमलव इकाई में द्रव्यमान की आधार इकाई है।) यदि दशमलव उपसर्ग के साथ माप की एक इकाई पर गणितीय ऑपरेशन किया जाता है, उदाहरण के लिए एक शक्ति तक बढ़ाना, तो कार्रवाई पूरे पदनाम पर लागू होती है। उदाहरण के लिए, 1 डीएम 3 का मतलब 1 (डीएम) 3 है, लेकिन 1 डी (एम) 3 नहीं।

तालिका 1.1 बुनियादी और अतिरिक्त एसआई इकाइयाँ

* एसआई परिभाषा: " एक मोल किसी पदार्थ की वह मात्रा है जिसमें उतनी ही नामित इकाइयाँ होती हैं जितनी 12C आइसोटोप के 0.012 किग्रा में परमाणु होते हैं।"आप इसे अलग ढंग से कह सकते हैं, एक तिल किसी पदार्थ की वह मात्रा है जिसमें शामिल है एनकिसी पदार्थ की ए (एवोगैड्रो संख्या) इकाइयाँ जिन्हें स्पष्ट रूप से इंगित किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, सूत्र इकाइयाँ AlCl 3, 1/3AlCl 3, आयन, इलेक्ट्रॉन, मिसेल, लियोफोबिक सॉल के कण, एरोसोल, इमल्शन, आदि को पदार्थ की इकाइयाँ माना जा सकता है।

मेज़ 1.2 कुछ व्युत्पन्न एसआई इकाइयाँ जिनके अपने नाम हैं

परिमाण	एसआई इकाई	अन्य इकाइयों के माध्यम से अभिव्यक्ति। एस.आई
	नाम	पद का नाम	बुनियादी	अन्य व्युत्पन्न
विद्युत क्षमता, ईएमएफ, वोल्टेज,	वाल्ट	में	किग्रा×मीटर 2 /(ए×एस 3)	जे/सी; वा;
शक्ति	वाट	डब्ल्यू	एम 2 ×किग्रा/सेकंड 3	जे/एस
आवृत्ति	हेटर्स	हर्ट्ज	एस -1
ऊर्जा, कार्य, ऊष्मा की मात्रा	जौल	जे	किग्रा×मीटर 2/से 2	एन एम, पा एम 3, वी सीएल
बिजली की मात्रा	लटकन	क्लोरीन	एस×ए	जे/वी
बल	न्यूटन	एन	किग्रा×मीटर/सेकंड 2	जे/एम; प×म 2; Kl×V/m
विद्युतीय प्रतिरोध	ओम	ओम	किग्रा × मी 2 / (ए 2 × एस 3)	वी/ए
दबाव	पास्कल	देहात	किग्रा/(एम×एस 2)	एन/एम 2 ; जे/एम 3
इलेक्ट्रिकल कंडक्टीविटी	सीमेंस	सेमी	ए 2 ×सी 3 /(किग्रा ×एम 2)	ए/बी; ओम -1; एफ/एस
ईमेल क्षमता	बिजली की एक विशेष नाप	एफ	ए 2 ×सी 4 /(किग्रा ×एम 2)	सीएल/वी; सीएल 2 /जे; जे/वी 2

तालिका 1.3 एसआई इकाइयों के लिए कुछ दशमलव (एकाधिक और एकाधिक) उपसर्ग

एसआई के व्याकरणिक नियमों के अनुसार, दशमलव उपसर्ग का पदनाम और मूल इकाई का पदनाम एक साथ लिखा जाता है और नाम के संक्षिप्तीकरण के संकेत के रूप में एक बिंदु के साथ नहीं होता है, हालांकि, यदि आवश्यक हो तो विराम चिह्न अवश्य दिखना चाहिए पाठ के व्याकरणिक नियमों द्वारा जिसमें पदनाम होता है। उदाहरण के लिए, यदि एक सेंटीमीटर का प्रतीक, सेमी, एक वाक्य के अंत में है, तो अवधि सामान्य रूप से दिखाई देनी चाहिए, सेमी .

दो अलग-अलग इकाइयों का उत्पाद निम्नलिखित तीन तरीकों से लिखा जा सकता है (चिपचिपापन के उदाहरण का उपयोग करके): Pa×s, Pa·s, Pa s (कारकों के बीच एक स्थान के साथ)। दो इकाइयों का अनुपात या तो अंश के रूप में लिखा जा सकता है (उदाहरण के लिए, एन/एम) या उत्पाद के रूप में तीन तरीकों से: एन × एम -1, एन एम -1 और एन एम -1। माप की तीन या अधिक इकाइयों का अनुपात गणित के सामान्य नियमों के अनुसार लिखा जाना चाहिए (तीन गुना अंशों के उपयोग की अनुमति नहीं है, यदि आवश्यक हो तो कोष्ठक का उपयोग करके हर को स्पष्ट रूप से परिभाषित किया जाना चाहिए)।

एसआई सटीक विज्ञान के क्षेत्र में सैद्धांतिक गणना और संचार (सूचना हस्तांतरण) में इकाइयों की अनुशंसित और सबसे सुविधाजनक प्रणाली है। हालाँकि, कई विशेष मामलों में माप की अन्य इकाइयों का उपयोग करना सुविधाजनक होता है। उदाहरण के लिए, जब उच्च दबाव का उपयोग करके प्रायोगिक अध्ययन किया जाता है, तो माप की इकाई "बार" का उपयोग करना सुविधाजनक होता है, और वैक्यूम का उपयोग करते समय - "पारा का मिलीमीटर" (किसी व्यक्ति की उम्र की गणना करते समय, सेकंड या गीगासेकंड नहीं, बल्कि वर्षों के समान) का उपयोग किया जाता है, जबकि सामाजिक इतिहास में इसी तरह के उद्देश्यों के लिए सदियों का उपयोग किया जाता है)। एसआई परिभाषाओं के अनुसार, इनमें से कुछ इकाइयों को "अस्थायी" उपयोग के लिए अनुमति दी गई है, और वास्तव में उपयोग की जाती हैं (तालिका 1.4 देखें)। पिछले अभ्यास की कई इकाइयों को उपयोग के लिए अनुशंसित नहीं किया जाता है और वास्तव में, आधुनिक माप में लगभग उपयोग नहीं किया जाता है, लेकिन उन्हें जानना भी उपयोगी है, क्योंकि जानकारी के कई स्रोत (विश्वकोश, संदर्भ पुस्तकें, अन्य प्रकाशन) उनका उपयोग करते हैं। उदाहरण के लिए, भौतिक रसायन विज्ञान पर अधिकांश संदर्भ पुस्तकों में, तरल पदार्थों की चिपचिपाहट को एसआई इकाइयों Pa s के बजाय सेंटीपोइज़ में दर्शाया गया है। इनमें से सबसे महत्वपूर्ण इकाइयाँ तालिका में सूचीबद्ध हैं। 1.5.

मेज़ 1.4 माप की इकाइयाँ एसआई में शामिल नहीं हैं, लेकिन एसआई इकाइयों के साथ उपयोग की जाती हैं

परिमाण	नाम	पद का नाम	एसआई में रूपांतरण
समय	मिनट	मिन	60 एस
	घंटा	एच	3600 एस
	दिन	दिन	86400 एस
दबाव	छड़	छड़	10 5 पा
लंबाई	एंगस्ट्रॉम	Å	10 -10 मीटर, 0.1 एनएम
वज़न	परमाण्विक भार इकाई	ए.ई.एम.	1.66054×10 –27 किग्रा
	डाल्टन	दा	1.66054×10 –27 किग्रा
	टन	टी	10 3 किग्रा
आयतन	लीटर	एल	10-3 मीटर 3, 1 डीएम 3
	मिली लीटर	एमएल	10-6 मीटर 3, 1 सेमी 3
तापमान	डिग्री सेल्सियस	डिग्री सेल्सियस	(टी– 273.15) के
समतल कोण	डिग्री	°	(पृ/180) ख़ुशी है
	मिनट	¢	(पृ/10800) ख़ुशी है
	दूसरा	²	(पृ/648000) ख़ुशी है
ऊर्जा	इलेक्ट्रॉन-वोल्ट	ई.वी	1.60219×10 –19 जे

मेज़ 1.5 पिछले अभ्यास में भौतिक रसायन विज्ञान में उपयोग की जाने वाली माप की कुछ इकाइयाँ, और एसआई में शामिल नहीं हैं

भौतिक राशियों को माप की एक इकाई से दूसरी इकाई में बदलने के लिए, आपको परिभाषा याद रखनी चाहिए : एक भौतिक मात्रा एक संख्या और माप की एक इकाई का गुणनफल है। इस परिभाषा को शाब्दिक रूप से लेने और गणित के सामान्य नियमों के अनुसार भौतिक मात्राओं का इलाज करने की अनुशंसा की जाती है। आइए कुछ उदाहरण देखें.

उदाहरण 1।गणना करें कि 2 माइक्रोन (माइक्रोमीटर) में कितने मीटर समाहित हैं।

आइए लंबाई l = 2 µm को l = 2×µm के रूप में निरूपित करें (हालाँकि यह संकेतन स्वीकृत नहीं है)। तालिका का हवाला देते हुए. 1.3 हम सीखते हैं कि उपसर्ग "एमके" का अर्थ सूक्ष्म है, गुणक 10 -6 है। इसलिए, हम लिखते हैं l = 2×μm = 2×(10 –6 ×m) = 2×10 –6 ×m. इस प्रकार, 2 µm = 2×10 –6 मीटर (दो माइक्रोमीटर में 2×10 –6 मीटर होता है)।

उदाहरण 2.गणना करें कि 2 dm 3 में कितने m 3 समाहित हैं।

आइए आयतन की कल्पना करें वी= 2 डीएम 3 जैसा वी= 2×डीएम 3. तालिका के अनुसार. 1.3, उपसर्ग "डी" का अर्थ है "डेसी-", गुणक 10 -1। इसलिए, हम 2 × dm 3 = 2 × (10 –1 × m) 3 = 2 × 10 –3 × m 3 = 0.002 × m 3 लिख सकते हैं। अर्थात, 2 डीएम 3 = 0.002 मीटर 3 (2 डीएम 3 में 0.002 मीटर 3 है)।

उदाहरण 3.दी गई सांद्रता 2 ग्राम/लीटर है। इसे kg/m3 में व्यक्त करें।

मेज से 1.3 हम सीखते हैं कि उपसर्ग "किलो-" द्रव्यमान माप की इकाई "किलोग्राम" का अर्थ 10 3 का गुणक है, अर्थात 1 किग्रा = 10 3 ग्राम या 1 × किग्रा = 10 3 × ग्राम। "g" के लिए अंतिम समीकरण को हल करने पर, हमें 1×g = 10 –3 ×kg मिलता है। दूसरी ओर, टेबल से. 1.4 यह इस प्रकार है कि 1 एल = 10-3 मीटर 3। इसलिए, निम्नलिखित परिवर्तन किए जा सकते हैं:

2 ग्राम/ली = = =

इस प्रकार, 2 g/l = 2 kg/m3।

उदाहरण 4.दबाव व्यक्त करें आर= वायुमंडल में 2 kPa.

मेज से 1.5 से यह इस प्रकार है कि 1 एटीएम = 101325 पा, और तालिका से। 1.3 - कि उपसर्ग "k" (किलो-) का अर्थ 10 3 का कारक है। इस प्रकार, आर= 2×kPa = 2×10 3 ×Pa, अर्थात आर= 2×10 3 पा. समीकरण के दोनों पक्षों (1×atm = 101325×Pa) को 101325 से विभाजित करने पर, हमें 1×Pa = 9.8692×10 –6 ×atm मिलता है। आइए इस मान को समीकरण में प्रतिस्थापित करें आर :

आर= 2×10 3 ×Pa = 2×10 3 ×(1×Pa) = 2×10 3 ×(9.8692×10 –6 ×atm) = 1.9738×10 –2 एटीएम.

यह देखा जा सकता है कि नमी की मात्रा को बदले बिना सर्फेक्टेंट का उपयोग करने पर चिपचिपाहट लगभग आधी हो गई।

इलेक्ट्रोलाइट्स में अच्छे पतले गुण होते हैं। कोलाइडल रासायनिक पक्ष से, बारीक छितरी हुई प्रणालियों के विक्षेपण की प्रक्रिया में मोनोवैलेंट वाले के लिए सॉल्वेशन परत के द्विसंयोजक धनायनों का आदान-प्रदान होता है, जिससे इलेक्ट्रोकेनेटिक क्षमता में काफी वृद्धि होती है, जो बाध्य पानी की रिहाई का कारण बनती है। जितने अधिक विनिमेय धनायन होंगे, उतने ही अधिक मंद इलेक्ट्रोलाइट की आवश्यकता होगी, लेकिन एक निश्चित सीमा तक (चित्र 22)। चिपचिपाहट न्यूनतम हो जाती है। इलेक्ट्रोलाइट में और वृद्धि (पानी की निरंतर मात्रा के साथ) प्रसार परत में वृद्धि के कारण क्षमता में कमी का कारण बनती है; कण एक-दूसरे के करीब आते हैं और सिस्टम की चिपचिपाहट बढ़ जाती है। चिपचिपाहट न्यूनतम से गुजरती है जिस पर इष्टतम इलेक्ट्रोलाइट एकाग्रता निर्धारित की जाती है। तनुकरण इलेक्ट्रोलाइट के आयनिक भाग से भी प्रभावित होता है। इलेक्ट्रोलाइट सांद्रता निलंबन के अन्य रासायनिक संकेतकों को भी प्रभावित करती है (चित्र 23): पीएच बढ़ता है, यानी माध्यम क्षारीय हो जाता है,  - चिपचिपाहट के विपरीत संभावित परिवर्तन, जबकि दोनों संकेतक अच्छी तरह से सहसंबंधित होते हैं।

पीएच को समायोजित करना जल प्रणालियों को पतला और स्थिर करने का एक प्रभावी तरीका है। पानी के साथ कणों की सतह की रासायनिक बातचीत के दौरान, परिणामी प्रतिक्रिया उत्पादों का हिस्सा पीएच को बदलते हुए, फैलाव माध्यम में चला जाता है। यह प्रक्रिया इलेक्ट्रोलाइट्स की शुरूआत, ZrO 2 के पीएच और बिना एडिटिव्स 6-7 (तटस्थ) के TiO 2 सस्पेंशन से काफी प्रभावित होती है; SiO 2 – 4–5 (अम्लीय) के लिए; अल 2 ओ 3 - 9 (कमजोर बुनियादी); एमजीओ - 11 (बेसिक)।

कुछ पीएच मान अन्य ऑक्साइड की भी विशेषता हैं, हालांकि उन्हें व्यावहारिक रूप से अघुलनशील माना जाता है। घुले हुए कण आवेशित आयन बन जाते हैं और पानी के अणु ध्रुवीकृत हो जाते हैं। निलंबित कणों की सतह पर संबंधित आयनों का अवशोषण एक चार्ज बनाता है और पीएच को बदलता है। पीएच में परिवर्तन के परिणामस्वरूप, अधिकतम द्रवीकरण के दो क्षेत्र और -क्षमता के विपरीत मान देखे जा सकते हैं (चित्र 24)।

चावल। 24. निलंबन के द्रवीकरण पर पीएच का प्रभाव:

ए- अम्लीय निलंबन; बी- बुनियादी

मध्यवर्ती क्षेत्र में, जहां कण रिचार्जिंग होती है,  का मान कम हो जाता है और चिपचिपाहट बढ़ जाती है। उसी समय, सशर्त रूप से अम्लीय सामग्री क्षार (उदाहरण के लिए, KaOH) के साथ बेहतर तरलीकृत होती है, और बुनियादी सामग्री एसिड (उदाहरण के लिए, एचसीएल) के साथ बेहतर तरलीकृत होती है।

चित्र में. 25 संतोषजनक गुणों वाली दो पीएच श्रेणियों, तथाकथित कास्टिंग श्रेणियों की उपस्थिति को दर्शाता है। अम्लीय वातावरण में, सबसे अनुकूल परिस्थितियाँ निर्मित होती हैं, क्योंकि कास्टिंग अंतराल व्यापक होता है और समान आर्द्रता पर चिपचिपाहट का मान थोड़ा कम होता है। डिफ्लोकुलेंट्स कास्टिंग स्लिप की चिपचिपाहट को कम करते हैं (चित्र 26)।
चावल। 25. अम्लीय तथा की श्यानता में परिवर्तन पीएच और आर्द्रता के आधार पर बुनियादी निलंबन	चावल। 26. फाउंड्रीज़ की चिपचिपाहट कम करना डिफ्लोकुलेंट्स के कारण फिसल जाता है

तटस्थ वातावरण में, निलंबन तेजी से मोटा हो जाता है; उच्च आर्द्रता पर भी, ढलाई लगभग असंभव है। अल 2 ओ 3 पर आधारित सस्पेंशन 3-4 और 9-10 के पीएच मान पर संतोषजनक ढंग से डीफ्लोकेट करते हैं।

निलंबन स्थिरीकरण. तकनीकी प्रक्रियाओं में, फैलाव की अस्थायी स्थिरता महत्वपूर्ण है। यह मुख्य रूप से रियोलॉजिकल विशेषताओं से संबंधित है। विभिन्न रासायनिक संरचनाओं के फेराइट पाउडर मिश्रण के निलंबन की संरचना के अध्ययन से पता चलता है कि समय के साथ उनका व्यवहार अलग-अलग होता है (चित्र 27)। मैंगनीज-जस्ता (ग्रेड 2000 एनएम) और निकल-जस्ता (ग्रेड 600 एनएम) रचनाएं 1-2 घंटे के लिए मामूली थिक्सोट्रोपिक सख्त होने के बाद अपनी संरचनात्मक विशेषताओं को स्थिर करती हैं। मैग्नीशियम युक्त फेराइट्स (2.1 वीटी) के लिए एक पूरी तरह से अलग तस्वीर देखी गई है।

पानी में ऑक्साइड की कुछ घुलनशीलता (0.007 ग्राम/लीटर) के कारण, सस्पेंशन के गाढ़ा होने की प्रवृत्ति होती है। इस प्रक्रिया की गतिकी के एक अध्ययन से पता चला है कि तैयारी के 5-6 घंटे बाद निलंबन छिड़काव के लिए अनुपयुक्त हो जाता है (चित्र 28), जिसका अंदाजा बढ़ते विरूपण मापांक से लगाया जा सकता है। इ. घोल में MgO अणु पानी के साथ परस्पर क्रिया करते हैं और OH-Mg-O-(MgO) श्रृंखला के रूप में ठोस कणों के बीच काफी मजबूत बंधन बनाते हैं। एन-एमजी-ओएच.

समय के साथ, ये श्रृंखलाएं एक स्थानिक ढांचा बनाती हैं और संघनन-क्रिस्टलीकरण संरचनाओं में बदल जाती हैं, जो एमजीओ के कसैले गुणों को प्रदर्शित करती हैं। इस घटना को रोकने के लिए, श्रृंखलाओं की वृद्धि और उनकी अंतःक्रियाओं को सीमित करना आवश्यक है। यह निलंबन में 0.5-1.0% साइट्रिक एसिड सी 3 एच 5 ओ (सीओओएच) 3 पेश करके हासिल किया गया था, जो समाधान में एमजीओ कणों और उसके अणुओं की हाइड्रेटेड सतह के साथ रासायनिक संपर्क में प्रवेश करता है।

साइट्रिक एसिड का पृथक्करण स्थिरांक छोटा है, इसलिए प्रतिक्रिया धीरे-धीरे आगे बढ़ती है। परिणामी प्रतिक्रिया उत्पाद एमजीओ कणों की सतहों को अवरुद्ध करते हैं और सिस्टम के गुणों की स्थिरता बढ़ जाती है (चित्र 28, वक्र) 2 ), यानी, निलंबन तरल और स्थिर हो जाता है। हाइड्रोक्लोरिक एसिड एक समान प्रभाव देता है, लेकिन चूंकि यह एक मजबूत एसिड है, इसलिए निलंबन के स्थिर अस्तित्व का समय कम है और उत्पादन स्थितियों के लिए अस्वीकार्य है।

एक मजबूत ध्रुवीय समूह और हाइड्रोकार्बन परमाणुओं की श्रृंखला वाले कुछ कार्बनिक यौगिक ठोस चरण की सतह पर अधिशोषित नहीं होते हैं, बल्कि तरल चरण और वायु के बीच इंटरफेस पर स्थित होते हैं। फिर, बिखरी हुई प्रणालियों में, प्रौद्योगिकी के लिए एक अत्यंत अवांछनीय घटना घटित होती है - निलंबन का अस्थिर होना - फोमिंग। यह इस तथ्य का परिणाम है कि इस सीमा पर सतह ऊर्जा में कमी तरल-ठोस इंटरफ़ेस की तुलना में अधिक है। यह घटना, उदाहरण के लिए, गीले मिश्रण, पीसने आदि के दौरान पॉलीविनाइल अल्कोहल के साथ-साथ कुछ सर्फैक्टेंट फैलाने वालों के साथ भी हो सकती है। फोम सस्पेंशन में दो या अधिक गुना कम घनत्व होता है, जो इससे प्राप्त प्रेस पाउडर की विनिर्माण क्षमता को ख़राब करता है। फोम को एक सर्फेक्टेंट डिकम्पेंसेटर (डिफोमर) लगाकर नष्ट किया जा सकता है, उदाहरण के लिए ऑक्टाइल अल्कोहल, फ्यूज़ल ऑयल, आदि। ऑक्टाइल अल्कोहल सीएच 3 (सीएच 2) 6 सीएच 2 ओएच, पानी में घुले बिना, तरल-वायु इंटरफेस में सोख लिया जाता है। , घोल के अंदर फोमिंग एजेंट को विस्थापित करना, हवा के बुलबुले की फिल्मों की ताकत को काफी कम करना। वे फट जाते हैं और उनमें झाग उत्पन्न हो जाता है (डिफोमर सांद्रण 0.05%)।

निलंबन नियंत्रण

कोवर्ग:

सटीक कास्टिंग का उत्पादन

निलंबन नियंत्रण

सिरेमिक मोल्ड्स की गुणवत्ता (उनकी ताकत, गैस पारगम्यता या थर्मल विस्तार) में बदलाव आमतौर पर तकनीकी प्रक्रिया के उल्लंघन का संकेत देता है। इसलिए, उन कारकों के प्रभाव के बारे में अच्छी तरह से जागरूक होना आवश्यक है जो प्रौद्योगिकी की स्पष्टता में व्यवधान पैदा करते हैं, खासकर उत्पादों के बड़े पैमाने पर उत्पादन के दौरान।

चूंकि चेकोस्लोवाकिया में मुख्य रूप से चूर्णित क्वार्ट्ज और क्वार्ट्ज रेत का उपयोग शेल मोल्ड के उत्पादन के लिए किया जाता है

और ZTILSILICAT, तो निलंबन का नियंत्रण इन शुरुआती सामग्रियों के गुणों का अध्ययन करना है।

सिरेमिक सांचों की मजबूती निम्नलिखित मापदंडों से प्रभावित होती है:
- निलंबन और कोटिंग सामग्री में दुर्दम्य पाउडर के दानों का आकार और आकार;
- निलंबन में पारंपरिक सिलिकॉन डाइऑक्साइड की सांद्रता;
- निलंबन में बाइंडर की मात्रा;
- परतें लगाने और उन्हें सुखाने की तकनीक।

सिरेमिक मोल्डों के गुणों पर धूल जैसी अपवर्तक के अनाज के आकार के प्रभाव पर डेटा पर तकनीकी साहित्य में बहुत विस्तार से चर्चा की गई है। यह संकेत दिया गया है कि चूर्णित दुर्दम्य की सही अनाज आकार सीमा इसकी ताकत निर्धारित करने वाले मुख्य कारकों में से एक है, और सिरेमिक मोल्ड की ताकत न केवल आकार से प्रभावित होती है, बल्कि कणों के आकार से भी प्रभावित होती है।

आमतौर पर यह माना जाता है कि जब चूर्णित सामग्री को मोटे तौर पर फैलाया जाता है, तो सिरेमिक सांचों में बारीक बिखरने की तुलना में झुकने की ताकत कम होती है। अनाज के आकार में कमी और इसके विशिष्ट सतह क्षेत्र में वृद्धि के साथ, सिरेमिक रूपों की ताकत बढ़ जाती है, लेकिन एक निश्चित मूल्य तक, और फिर कम हो जाती है। यह गोटवाल्ड में ZPS संयंत्र में किए गए अध्ययनों के परिणामों से सिद्ध होता है।

निरंतर परिचालन स्थितियों के तहत (निलंबन की निरंतर चिपचिपाहट, भरने वाली सामग्री की ग्रैन्युलैरिटी, बाइंडर में पारंपरिक सिलिकॉन डाइऑक्साइड की एकाग्रता, निरंतर लेयरिंग तकनीक, सिरेमिक मोल्डों की सुखाने और कैल्सीनेशन), विभिन्न अनाज वितरण के साथ चूर्णित क्वार्ट्ज से बने सिरेमिक मोल्ड विभिन्न विशिष्ट सतह क्षेत्र। परिणामों से यह स्पष्ट है कि सिरेमिक मोल्डों की अधिकतम ताकत 5000 से 8000 सेमी2/ग्राम के विशिष्ट सतह क्षेत्र के साथ हासिल की जाती है।

क्वार्ट्ज रेत को पीसकर धूल जैसा क्वार्ट्ज बनाया जाता है। पीसने के दौरान, रेत के कण धीरे-धीरे कम हो जाते हैं (उनके विभाजन और घर्षण के परिणामस्वरूप)। लंबे समय तक पीसने से कण बहुत छोटे हो जाते हैं, यहाँ तक कि लगभग कोलाइडल भी।

पीसने की विधि और समय के आधार पर अलग-अलग मात्रा में कोलाइडल कण बनते हैं। ऐसे कणों की सतह बहुत बड़ी होती है, जिसमें तथाकथित यांत्रिक सक्रियण होता है। चूंकि आपूर्ति किए गए चूर्णित क्वार्ट्ज को अलग-अलग (गीला या सूखा) पीसा जाता है, इसलिए कोलाइडल कणों की मात्रा अलग-अलग होगी। प्रायोगिक नमूनों पर सिरेमिक सांचों की झुकने की ताकत पर चूर्णित क्वार्ट्ज के कोलाइडल कणों के प्रभाव का अध्ययन किया गया था। ज्ञात अनाज के आकार के चूर्णित क्वार्ट्ज और कोलाइडल क्वार्ट्ज की उच्च सामग्री वाली धूल के मिश्रण से परतें लगाई गईं। बाइंडर एथिल सिलिकेट का हाइड्रोलाइज्ड घोल था जिसमें 115 ग्राम/लीटर पारंपरिक सिलिकॉन डाइऑक्साइड होता था।

परीक्षण नमूने निरंतर परिस्थितियों (लेयरिंग, सुखाने और कैल्सीनेशन) के तहत तैयार किए गए थे। धूल लगभग कोलाइडल सिलिका थी - 1 माइक्रोन तक के कण आकार वाले क्रिस्टलीय सिलिका के उत्पादन से प्राप्त अपशिष्ट उत्पाद।

शोध के परिणामों से पता चला कि निलंबन में कोलाइडल सिलिका के अनुपात में 5% की वृद्धि के साथ, गोले की लचीली ताकत धीरे-धीरे कम हो गई, फिर तेजी से, और 15% पर नमूनों में व्यावहारिक रूप से कोई ताकत नहीं थी।

साहित्य के अनुसार, लचीलेपन की ताकत छोटे अनाज के आकार के वितरण के साथ कवरिंग सामग्री पर बहुत कम निर्भर करती है। लेकिन यदि अनाज के आकार का फैलाव काफी बड़ा है, तो ताकत पर प्रभाव अधिक होता है। यह भी ध्यान दिया गया है कि अनाज का आकार भी सिरेमिक रूपों की ताकत को प्रभावित करता है।

व्यावहारिक अनुभव से पता चला है कि 0.06-0.5 मिमी की सीमा में छिड़कने के लिए क्वार्ट्ज रेत के दाने का आकार उन मामलों में शेल मोल्ड की ताकत को प्रभावित नहीं करता है जहां दाने का आकार कम या ज्यादा स्थिर होता है। जैसे-जैसे रेत में बहुत महीन कण बढ़ते हैं, सांचे की ताकत बढ़ती है।

सस्पेंशन की गुणवत्ता और भरने वाली सामग्री के दाने के आकार के बीच संबंध सस्पेंशन की चिपचिपाहट से निर्धारित होता है। महीन रेत के साथ छिड़के गए अधिकतम चिपचिपाहट वाले घोल से बने सिरेमिक सांचे में मोटे रेत के छिड़के हुए कम चिपचिपाहट वाले घोल से बने सांचे की तुलना में अधिकतम घोल की मात्रा होगी।

फोर्ड फ़नल (6 मिमी छेद व्यास) का उपयोग करके इन नमूनों के निलंबन में 40 ± 2 सेकेंड (24 डिग्री सेल्सियस पर) की चिपचिपाहट थी। बहुत मोटे सस्पेंशन (65-70 s) के साथ, यानी भरने वाली सामग्री के द्रव्यमान के लिए सस्पेंशन के उच्च अनुपात के साथ, कम ताकत वाला एक फॉर्म बनता है। इसे संभवतः इस तथ्य से समझाया जा सकता है कि जब एक निलंबन, जिसमें अपेक्षाकृत कम रेत, जैल होता है, तो वह टूट जाता है। दरारों का जाल सिरेमिक सांचों की ताकत में कमी का कारण बनता है। कोटिंग की बढ़ती चिपचिपाहट के साथ 0.2-0.4 मिमी के दाने के आकार के साथ क्वार्ट्ज रेत के छिड़काव से बने सिरेमिक मोल्डों की झुकने की ताकत तालिका में दी गई है। 79.

महीन क्वार्ट्ज रेत छिड़कने से सिरेमिक रूपों की झुकने की ताकत पर भी असर पड़ता है। मोटे सस्पेंशन के लिए महीन छिड़कने वाली रेत उपयुक्त नहीं है, क्योंकि ऐसी रेत सिरेमिक मोल्ड की परतों पर अच्छी तरह से चिपकती नहीं है और व्यक्तिगत परतों की अच्छी बॉन्डिंग प्रदान नहीं करती है। ऐसी परतों से बने सिरेमिक रूपों में कम ताकत होती है। 6 मिमी व्यास वाले फोर्ड फ़नल का उपयोग करके निलंबन की चिपचिपाहट 70 ± 2 सेकंड थी।

बाइंडर में पारंपरिक सिलिकॉन डाइऑक्साइड की सांद्रता सिरेमिक रूपों की लचीली ताकत पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालती है। कार्य इंगित करता है कि हाइड्रोलाइज्ड एथिल सिलिकेट समाधान में पारंपरिक डाइऑक्साइड की मात्रा में वृद्धि के साथ सिलिमेनाइट सिरेमिक रूपों की ताकत बढ़ जाती है।

सिलिकॉन यही बात सिलिसस सामग्री से बने सिरेमिक रूपों पर भी लागू होती है।

पारंपरिक Si02 की सभी सांद्रता पर निलंबन की चिपचिपाहट समान है और 22-24 डिग्री सेल्सियस पर 30 ± 2 s है।

भरने वाली रेत के दाने का आकार 0.1-0.3 मिमी की सीमा में था (परीक्षण गोटवाल्ड में ZPS संयंत्र में किए गए थे)।

सिरेमिक रूपों की गैस पारगम्यता निम्नलिखित कारकों से प्रभावित होती है: चूर्णित दुर्दम्य और आवरण सामग्री के दाने का आकार और आकार; तरल बाइंडर की सांद्रता और प्रकार; सिरेमिक साँचे के कैल्सीनेशन का तापमान और समय।

चूर्णित दुर्दम्य के बढ़ते फैलाव के साथ गैस पारगम्यता कम हो जाती है (यह सामान्य रूप से चूर्णित दुर्दम्य पर लागू होता है)। इसकी पुष्टि एक निलंबन से बने कोरन्डम सांचों के परीक्षण के परिणामों से होती है, जिसका ठोस चरण विभिन्न अनाज आकारों का कृत्रिम धूल भरा कोरन्डम था। बाइंडर में पारंपरिक SiO की सांद्रता 20% (ZPS Gottwald) थी। 20-24°C पर निलंबन की चिपचिपाहट 18-20 s (फोर्ड फ़नल) थी। प्रयोगों के लिए, दुर्दम्य कोरन्डम पाउडर बी के 280-320 और एम 32 का उपयोग किया गया था। कवरिंग सामग्री के रूप में कोरंडम रेत वीके 36 का उपयोग किया गया था।

गैस पारगम्यता का मानदंड सीएसएन 726010 के अनुसार कैलक्लाइंड सिरेमिक सांचों का संसेचन था। माप परिणाम तालिका में प्रस्तुत किए गए हैं। 83. संसेचन मान गैस पारगम्यता को प्रतिबिंबित नहीं करते हैं, जो निरंतर दबाव के तहत प्रति इकाई समय सामग्री से गुजरने वाली हवा की मात्रा के उचित माप द्वारा निर्धारित किया जाता है। संसेचन केवल खुले छिद्रों (सतह से जुड़े) को दर्शाता है जिसमें तरल प्रवेश कर सकता है। संसेचन के मूल्यों से कोई केवल गैस पारगम्यता में गुणात्मक परिवर्तन का अंदाजा लगा सकता है।

मोलोचाइट से बने सिरेमिक मोल्ड की गैस पारगम्यता पर भरने वाली सामग्री की ग्रैन्युलैरिटी के प्रभाव का वर्णन कार्य में किया गया है। इस कार्य के लेखकों की रिपोर्ट के अनुसार, सिरेमिक मोल्डों की गैस पारगम्यता केवल एक निश्चित मूल्य तक कोटिंग सामग्री के अनाज के आकार में वृद्धि के साथ बढ़ती है, और फिर अनाज के आकार में वृद्धि के साथ फिर से घट जाती है, खासकर उच्च चिपचिपाहट वाले निलंबन के साथ।

मोटे आवरण सामग्री वाले सिरेमिक सांचों की गैस पारगम्यता में कमी को इस तथ्य से समझाया गया है कि इसके कणों के बीच खाली स्थान होते हैं, जिसमें बार-बार डुबोने पर निलंबन आसानी से प्रवेश कर जाता है। यह विशेष रूप से उन मामलों में स्पष्ट होता है जहां निलंबन बहुत चिपचिपा होता है, अंतराल से बाहर नहीं निकलता है और वे पूरी तरह से इससे भरे होते हैं। इसी तरह के परीक्षण गोटवाल्ड जेडपीएस और क्वार्ट्ज सिरेमिक मोल्ड्स के साथ किए गए। फोर्ड फ़नल के अनुसार धूलयुक्त क्वार्ट्ज के साथ निलंबन की चिपचिपाहट 22-24 डिग्री सेल्सियस पर 30 ± 2 सेकेंड थी।

कार्य में सिरेमिक मोल्डों की गैस पारगम्यता पर बाइंडर की गुणवत्ता के प्रभाव की सूचना दी गई है। हाइड्रोसोल्स पर निलंबन से बने सिरेमिक मोल्डों की गैस पारगम्यता कार्बनिक सॉल्वैंट्स के साथ एथिल सिलिकेट बाइंडर्स का उपयोग करके बनाए गए मोल्डों की गैस पारगम्यता से कम है।

गोटवाल्ड में ZPS संयंत्र में Si02 हाइड्रोसोल के साथ परीक्षणों से पता चला कि संसेचन द्वारा निर्धारित सिरेमिक मोल्डों की छिद्रता, एल्कोसोल से बने सिरेमिक मोल्डों की छिद्रणता से काफी अधिक है। इससे यह निष्कर्ष निकलता है कि हाइड्रोसोल बाइंडर्स वाले रूपों की गैस पारगम्यता एथिल सिलिकेट बाइंडर्स वाले रूपों की गैस पारगम्यता से कम नहीं होनी चाहिए। साहित्य डेटा के साथ इस असंगतता को बाइंडर फिल्म की विभिन्न प्रकृति द्वारा समझाया जा सकता है। इन परीक्षणों में इस्तेमाल किया गया बाइंडर लुडॉक्स SM40 था जिसमें Si02 का बहुत अच्छा कोलाइडल फैलाव था (साइटॉन 2 बाइंडर से बेहतर)। सस्पेंशन फिलर डस्टेड क्वार्ट्ज है, फिलिंग सामग्री क्वार्ट्ज रेत है। कार्य के अनुसार आग प्रतिरोधी सामग्री मोलोचाइट थी।

अनुसंधान से पता चला है कि गैस पारगम्यता, जैसा कि संसेचन द्वारा निर्धारित किया जाता है, तब बढ़ जाती है जब विभिन्न अनाज के आकार के साथ दो दुर्दम्य सामग्रियों को मिलाया जाता है, सिरेमिक मोल्डों की लचीली ताकत को कम किए बिना। 280/380 के दाने के आकार के साथ चूर्णित क्वार्ट्ज और ग्राउंड कोरंडम के मिश्रण से बने सिरेमिक रूपों का संसेचन, जिसमें 118 आर/एल सिलिकॉन डाइऑक्साइड युक्त अल्कोहल बाइंडर होता है, कैल्सीनेशन के बाद अधिक था।

कास्टिंग पर व्यावहारिक परीक्षण के दौरान सिरेमिक मोल्डों की गैस पारगम्यता में वृद्धि की भी पुष्टि की गई।

चावल। 1. गोल क्वार्ट्ज सांचों में डाली गई लकड़ी की ड्रिल

बढ़ते तापमान और कैल्सीनेशन की अवधि के साथ, सिरेमिक सांचों की ताकत बढ़ जाती है। गैस पारगम्यता तभी बढ़ती है जब निलंबन में ऐसे पदार्थ नहीं होते हैं जो दुर्दम्य सामग्री के पिघलने बिंदु को कम करते हैं। अन्यथा, सिरेमिक रूपों की गैस पारगम्यता कम हो जाती है।

गोटवाल्ड में ZPS संयंत्र में किए गए शोध में लचीली ताकत और गैस पारगम्यता जैसे महत्वपूर्ण गुणों पर प्रौद्योगिकी के प्रभाव की जांच की गई। सिरेमिक सांचों के सामान्य निर्माण में, पहली परतों के लिए पतले सस्पेंशन का उपयोग किया जाता था, और बाद की परतों के लिए मोटे सस्पेंशन का उपयोग किया जाता था। तरल निलंबन के लिए, बारीक छिड़काव सामग्री का उपयोग किया गया था, मोटे निलंबन के लिए, मोटे पदार्थ का उपयोग किया गया था।

सिरेमिक मोल्ड को पहले ब्लॉक को एक तरल में डुबो कर और अतिरिक्त निकालने के बाद एक मोटे सस्पेंशन में डुबो कर भी बनाया जा सकता है। परीक्षणों का उद्देश्य यह जांचना है कि क्या यह तकनीक सिरेमिक मोल्डों की ताकत और गैस पारगम्यता को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती है।

एक सामान्य सामग्री के रूप में पारंपरिक सिलिकॉन डाइऑक्साइड और क्वार्ट्ज रेत के 115 ग्राम/लीटर की सांद्रता के साथ चूर्णित क्वार्ट्ज और एथिल सिलिकेट के हाइड्रोलाइज्ड समाधान से युक्त एक निलंबन से, प्रोटोटाइप चार में बनाए गए थे। विभिन्न तरीकेपरतें लगाते समय:
1) पहली परत एक तरल निलंबन है, जिसे महीन रेत के साथ छिड़का गया है। शेष परतें मोटे रेत के साथ छिड़का हुआ एक मोटा निलंबन हैं;
2) पहली परत एक तरल निलंबन है, जिसे महीन रेत के साथ छिड़का गया है। दूसरी परत एक मोटा निलंबन है, जिस पर मोटे रेत का छिड़काव किया गया है। शेष परतें पहली परत के समान ही हैं;
3) पहली परत एक मोटी निलंबन है, जिसे [मोटे रेत के साथ छिड़का गया है। शेष परतें एक तरल निलंबन हैं, जिन पर बहुत महीन रेत छिड़की गई है;
4) सभी परीक्षण नमूनों को पहले एक तरल निलंबन में डुबोया गया था, और इसकी अतिरिक्त मात्रा निकल जाने के बाद, इसे एक गाढ़े घोल में डुबोया गया था; मोटे रेत के साथ छिड़काव. निलंबन की चिपचिपाहट 21-23 डिग्री सेल्सियस पर 6 मिमी व्यास वाले छेद वाली फोर्ड टेस्ट ट्यूब का उपयोग करके निर्धारित की गई थी।

प्रयोगों की एक अन्य श्रृंखला में, मॉडल ब्लॉक को निलंबन में रखने के प्रभाव और सिरेमिक मोल्डों के समान गुणों पर छिड़कने से पहले इसकी अतिरिक्त निकासी के समय का परीक्षण किया गया था। तालिका में डेटा से. 87 से यह निष्कर्ष निकलता है कि प्रौद्योगिकी में परिवर्तन सिरेमिक रूपों के गुणों को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित नहीं करते हैं।

विभिन्न तापमानों पर सिरेमिक मोल्डों की गैस पारगम्यता पर निरंतर परिस्थितियों में निलंबन चिपचिपाहट के प्रभाव का भी अध्ययन किया गया (तालिका 88)। इन आंकड़ों से यह स्पष्ट है कि निलंबन की चिपचिपाहट में वृद्धि के साथ, सुखाने वाले रूपों के सभी विकल्पों के लिए शेल की गैस पारगम्यता काफी कम हो जाती है। सिरेमिक गोले की मोटाई स्थिर थी, 4.5 मिमी (±5%) के बराबर।

गैस पारगम्यता का आकलन 1 मिनट में सिरेमिक मोल्ड की सतह के 1 सेमी2 के माध्यम से गैसों की मात्रा (सेमी3 में) के पारित होने से किया गया था।

अन्य तकनीकी कारक जो सिरेमिक सांचों के मूल गुणों को प्रभावित करते हैं, वे हैं परतों का सूखना, कैल्सीनेशन की अवधि और तापमान। हवा में सूखने पर धूलयुक्त क्वार्ट्ज से भरे सिरेमिक साँचे की ताकत 3.1-3.3 एमपीए है; अमोनिया से उपचारित करने के बाद - केवल 1.48-1.56 एमपीए। एक मंदक, अल्कोहल के साथ एथिल सिलिकेट का एक हाइड्रोलाइज्ड घोल, एक बाइंडर के रूप में इस्तेमाल किया गया था।

सिलिका हाइड्रोसोल सस्पेंशन से बने सिरेमिक साँचे भी ताकत में बदलाव का अनुभव करते हैं यदि उन्हें धीरे से हवा में सुखाने के बजाय रासायनिक रूप से ठीक किया जाता है। तालिका में 89, अंग्रेजी साहित्य के अनुसार, 30% Si02, हवा में सुखाए गए और रासायनिक रूप से ठीक किए गए मोलोचाइट और हाइड्रोसोल (SYNTON 2x) से बने सिरेमिक मोल्ड के गुणों की तुलना के लिए दिए गए हैं। Si02 हाइड्रोसोल के साथ सिरेमिक मोल्ड, जो हवा में चुपचाप सूख गए थे, उनमें सबसे बड़ी ताकत थी।

निलंबन नियंत्रण चिपचिपाहट माप तक सीमित है। अधिकांश देशों में, निलंबन की चिपचिपाहट फोर्ड टाइप बी फ़नल या ज़ैन विस्कोमीटर से निलंबन के प्रवाह के समय से निर्धारित होती है। केवल असाधारण मामलों में (साहित्यिक आंकड़ों के अनुसार) गतिशील चिपचिपाहट को मापा जाता है

ब्रुकफील्ड घूर्णन विस्कोमीटर पर सेंटीपोइज़ में।

चेकोस्लोवाकिया में वे फोर्ड फ़नल का उपयोग करते हैं। कुछ अन्य देशों की तरह, चेकोस्लोवाकिया में ऐसे फ़नल का आकार और आयाम और माप की विधि सामान्यीकृत है।

चावल। 2. उन्नत ज़हान विस्कोमीटर का आरेख

चिपचिपाहट का निर्धारण करते समय मापे गए चिपचिपाहट मूल्यों को हमेशा फ़नल के उद्घाटन के आकार और तापमान पर डेटा के साथ पूरक किया जाना चाहिए।

इंग्लैंड में, फ़नल के उद्घाटन का व्यास एक संख्या द्वारा इंगित किया जाता है, जिसे फोर्ड फ़नल के प्रकार के अक्षर पदनाम के बगल में रखा जाता है - फ़नल बी 2, बी 3, बी 4, बीबी।

ज़ैन विस्कोमीटर में पांच अलग-अलग व्यास वाली बदली जाने योग्य झाड़ियाँ हैं। फोर्ड फ़नल का उपयोग करके चिपचिपाहट का निर्धारण करते समय, माप का अंत उस क्षण के रूप में लिया जाता है जब निलंबन धारा बाधित हो जाती है, अलग-अलग बूंदों में बदल जाती है; ज़ैन विस्कोमीटर के साथ चिपचिपाहट को मापते समय, माप का अंत उस समय माना जाता है जब फ़नल के नीचे स्थापित रॉड की नोक निलंबन के घटते स्तर पर दिखाई देती है।

निलंबन के प्रवाह समय को मापने में एक महत्वपूर्ण कारक तापमान है, क्योंकि जैसे-जैसे यह बदलता है, प्रवाह समय भी बदलता है। कार्य के अनुसार, बढ़ते तापमान के साथ प्रवाह का समय काफी कम हो जाता है। इसलिए, यदि 26°C पर फोर्ड B4 फ़नल से निलंबन का प्रवाह समय 130 s है, तो तापमान में 36°C से 96 s तक की वृद्धि के साथ चिपचिपाहट कम हो जाती है।

निलंबन की समाप्ति का समय, निश्चित रूप से, केवल इस शर्त पर एक वस्तुनिष्ठ मूल्य है कि बाइंडर की संरचना और धूल जैसी दुर्दम्य के दाने का आकार नहीं बदलता है। अन्यथा, एक ही प्रवाह समय पर निलंबन में धूलयुक्त अपवर्तक और बाइंडर के बीच अलग-अलग अनुपात होंगे, और निर्मित सिरेमिक मोल्ड में अलग-अलग गुण होंगे। इसलिए, निलंबन की चिपचिपाहट पर डेटा हमेशा बाइंडर में पारंपरिक Si02 की एकाग्रता के साथ-साथ चूर्णित दुर्दम्य या इसके विशिष्ट सतह क्षेत्र की संरचना और ग्रैन्युलैरिटी पर जानकारी के साथ होना चाहिए।

तरल बाइंडर में पारंपरिक Si02 की सांद्रता और चूर्णित दुर्दम्य की सतह के आकार में वृद्धि के साथ, बाइंडर और चूर्णित दुर्दम्य के निरंतर अनुपात पर, निलंबन का प्रवाह समय बढ़ जाएगा।

निलंबन की चिपचिपाहट को प्रभावित करने वाली इन सभी स्थितियों के विश्लेषण से, यह निष्कर्ष निकलता है कि सिरेमिक मोल्ड की गुणवत्ता का आकलन करने के लिए चिपचिपाहट एक निर्धारण कारक नहीं हो सकती है। इसलिए, ऐसे तरीकों की तलाश की जा रही है जिससे सिरेमिक मोल्डों की गुणवत्ता की उनकी ताकत और गैस पारगम्यता पर निर्भरता का पता लगाना संभव हो सके।

सस्पेंशन की तैयारी के लिए शुरुआती सामग्रियों का नियंत्रण। पिछले अध्याय में कई कारकों की जांच की गई जो सिरेमिक सांचों की गुणवत्ता को प्रभावित करते हैं। यह स्थापित किया गया है कि सिरेमिक मोल्डों की गुणवत्ता मुख्य रूप से उपयोग की जाने वाली शुरुआती सामग्रियों की मानक गुणवत्ता पर निर्भर करती है। इसका मतलब यह है कि आने वाले नियंत्रण के सबसे महत्वपूर्ण चरणों में से एक सभी स्रोत सामग्रियों का नियंत्रण है। इसलिए, दुनिया भर के शोधकर्ता सिरेमिक मोल्ड के उत्पादन को त्वरित और सटीक रूप से नियंत्रित करने के लिए कच्चे माल के परीक्षण के लिए उत्पादन विधियां बनाने का प्रयास कर रहे हैं।

चूर्णित क्वार्ट्ज के नियंत्रण में आर्द्रता, अशुद्धियों की मात्रा, क्षारीयता और ग्रैन्युलैरिटी का निर्धारण शामिल है। अधिकतम अनुमेय आर्द्रता 1% है (यदि यह अधिक है, तो धूलयुक्त क्वार्ट्ज को सुखाना आवश्यक है)। धूलयुक्त क्वार्ट्ज में अशुद्धियों की मात्रा न्यूनतम होनी चाहिए; कार्य के अनुसार, संयुक्त राज्य अमेरिका में उपयोग किए जाने वाले ग्राउंड पी-क्वार्ट्ज में 99.8% Si02 और अशुद्धियाँ होती हैं: 0.11% Al2O3, 0.033% Fe2O3, 0.022% TiO2 और CaO और MgO (निशान)। चेकोस्लोवाकिया में उपयोग किए जाने वाले क्वार्ट्ज पाउडर इतनी शुद्धता के नहीं होते हैं। इनमें A12O3 और Fe203 की मात्रा अधिक होती है। चूंकि SiO2-A12O3 प्रणाली में कम गलनांक वाला यूटेक्टिक 5% Al2O3 पर बनता है, जब क्वार्ट्ज को 1300 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है, तो व्यावहारिक रूप से कम गलनांक वाला कोई यौगिक नहीं बनता है, बल्कि केवल ठोस समाधान बनते हैं; यह 0.25-0.30% Al203 या Fe203 युक्त सिरेमिक मोल्डों की अग्नि प्रतिरोध और गैस पारगम्यता को प्रभावित नहीं करता है। लेकिन यह सिरेमिक रूपों की नाजुकता को प्रभावित कर सकता है, क्योंकि Fe203 575-900 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर Si02 क्रिस्टल जाली में फैल जाता है। चेकोस्लोवाकिया के चूर्णित क्वार्ट्ज में कैल्शियम और मैग्नीशियम ऑक्साइड की मात्रा संकेत से अधिक हो सकती है।

मौलिक लौह की सामग्री की बिल्कुल अनुमति नहीं है, जो तरल बाइंडर के अम्लीय वातावरण में ऑक्सीकरण करता है और पीएच को एक अस्थिर क्षेत्र में स्थानांतरित कर देता है, जिससे बाइंडर का समय से पहले जमाव हो जाता है। इस मामले में, निलंबन की उत्तरजीविता कम हो जाती है। जब कैल्सीनिंग सिरेमिक बनता है, तो लोहे का ऑक्सीकरण होता है, और ऑक्सीजन के साथ इसके यौगिक (FeO, Fe2O3) कम पिघलने बिंदु के साथ Si02 के साथ यौगिक बनाते हैं। यह कास्टिंग की सतह पर दोषों की उपस्थिति के साथ है।

भराव में क्षारीय अशुद्धियों की मात्रा न्यूनतम होनी चाहिए। उच्च क्षारीयता निलंबन की व्यवहार्यता को कम कर देती है। Ca++ आयनों या OH आयनों की सांद्रता बढ़ाने वाले अन्य पदार्थों को बांधने के लिए आवश्यक मात्रा के अनुरूप निलंबन में एसिड सामग्री को बढ़ाकर क्षारीयता को कम किया जा सकता है।

अनुभव से पता चला है कि 0.035% तक के स्तर पर CaO के कारण होने वाली क्षारीयता निलंबन की उत्तरजीविता को कम नहीं करती है। क्षारीयता का निर्धारण चूर्णित क्वार्ट्ज के एक नमूने को दशमलव सांद्रण वाले एसिड की एक निश्चित मात्रा में उबालकर किया जाता है। अप्रयुक्त एसिड को डेसीनॉर्मल सोडियम हाइड्रॉक्साइड घोल से अनुमापित किया जाता है। घुले हुए क्षार को बेअसर करने के लिए उपयोग किया जाने वाला एसिड CaO सामग्री (% में) में परिवर्तित हो जाता है।

सीएसएन 721531 के अनुसार, चूर्णित दुर्दम्य के दाने का आकार सीएसएन 721263 के अनुसार छलनी पर छानकर निर्धारित किया जाता है; सबसे छोटे कण (0.06 मिमी तक) एंड्रियासेन या कैसाग्रैंड (सीएसएन 721127) के अनुसार अवसादन परीक्षणों द्वारा निर्धारित किए जाते हैं। ये विधियां सरल हैं, लेकिन सही और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य परिणाम प्राप्त करने के लिए लंबे समय तक परीक्षण की आवश्यकता होती है।

छोटे कणों का अनुपात अन्य तरीकों से निर्धारित किया जा सकता है। बहुत महीन दुर्दम्य पाउडर के छलनी विश्लेषण की रिपोर्टें हैं - लगभग 2 माइक्रोन के दाने के आकार तक; इस मामले में, धातु से बुने हुए जाल का उपयोग किया जाता है। छलनी विश्लेषण गीली विधि का उपयोग करके किया जाता है और परिणामों की तुलना अन्य विधियों के परिणामों से की जाती है।

अवसादन संतुलन का उपयोग करके निर्धारित करना सबसे सरल तरीका है; वे एक निश्चित समय में जमा हुए कणों की संख्या निर्धारित करते हैं। विशेष कंपनियां वजन के परिणामों की स्वचालित रिकॉर्डिंग के साथ अवसादन तराजू का उत्पादन करती हैं, जैसे, उदाहरण के लिए, सार्टोरियस-वेर्के जी.एम.वी.एन. (गोटिंगेन, जर्मनी) से अवसादन तराजू।

चूर्णित दुर्दम्य में छोटे कणों का अनुपात भी टर्बिडिमेट्रिक विधि द्वारा निर्धारित किया जा सकता है, जो प्रकाश की तीव्रता को मापने पर आधारित होता है क्योंकि यह चूर्णित दुर्दम्य के कणों के साथ एक फैलाव माध्यम से गुजरता है। विश्लेषण वैगनर फोटोइलेक्ट्रिक टर्बिडीमीटर का उपयोग करके किया जाता है। अन्य अवसादन विधियों की तुलना में टर्बिडिमेट्रिक विधि का लाभ विश्लेषण समय में उल्लेखनीय कमी है।

अनाज के आकार और बड़े कणों के लिए सटीक वितरण वक्र प्राप्त करने के लिए, टर्बिडिमेट्रिक विधि को अवसादन वजन के साथ संयोजित करने की सिफारिश की जाती है। अवसादन विधियाँ आम तौर पर 2 µm से छोटे कणों का सटीक पता नहीं लगा सकती हैं। ऐसे छोटे कणों के अवसादन में लंबा समय लगता है, और अणुओं की ब्राउनियन गति के कारण निर्धारित मान सटीक नहीं होते हैं।

अनाज का आकार कंप्यूटर का उपयोग करके भी निर्धारित किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, एक कूल्टर-काउंटर डिवाइस। पाउडर को विद्युत प्रवाहकीय बनाने के लिए विश्लेषण हेतु उसके सस्पेंशन में एक इलेक्ट्रोलाइट (NaCl) मिलाया जाता है, और एक केशिका दीवार द्वारा अलग किए गए दो जहाजों के बीच प्रतिरोध को मापा जाता है। निलंबन इस केशिका से होकर गुजरता है। जैसे-जैसे प्रत्येक कण गुजरता है, प्रतिरोध बढ़ता है, जिसका परिवर्तन एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण द्वारा रिकॉर्ड किया जाता है। प्रतिरोध में अधिकतम वृद्धि अनाज के आकार की विशेषता है। यदि अनाज का आकार ज्ञात है, तो विशिष्ट सतह क्षेत्र निर्धारित किया जा सकता है, और इसके विपरीत।

अक्सर, कणों के विशिष्ट सतह क्षेत्र को मापने के लिए मोनोमोलेक्युलर परतों के सोखने पर आधारित विधियों का उपयोग किया जाता है। उपयुक्त उपकरणों में नाइट्रोजन सोखना द्वारा किसी कण के विशिष्ट सतह क्षेत्र को निर्धारित करना सबसे आम तरीका है।

बीईटी विधि का उपयोग केवल अपेक्षाकृत बड़े विशिष्ट सतह क्षेत्र वाले कणों के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, सिलिका के लिए, 20 माइक्रोन से छोटे कणों की सतह ऐसी होती है।

अनाज के आकार को मापने के लिए पहले बताए गए उपकरणों के अलावा, विदेशी कंपनियां कई अलग-अलग उपकरण पेश करती हैं। उनमें से कुछ स्वचालित मोड में काम करते हैं, जैसे वीईबी ट्रांसफॉर्मेटरन अंड रोन्टजेनवर्के (ड्रेसडेन, जीडीआर) द्वारा निर्मित TURZ62 ग्रैनुलोमीटर; सेडिग्राफ - मॉडल 5000 माइक्रोमेरिटिक्स कॉर्प द्वारा निर्मित। (यूएसए); माइक्रोस्कल लिमिटेड द्वारा निर्मित फोटोसेडिमेंटोमीटर। (लंदन, इंग्लैंड); इवांस इलेक्ट्रो साइनियम लिमिटेड द्वारा निर्मित टर्बिडीमीटर। (यूएसए); माटोडो टेस्टिंग मशीन कंपनी द्वारा निर्मित स्वचालित अनाज आकार विश्लेषक एसएफ 82, एएसटीएमडी -422। (टोक्यो, जापान)।

चूर्णित क्वार्ट्ज के दाने के आकार के उचित नियंत्रण के लिए, अनाज के आकार में अनुमेय विचलन को जानना आवश्यक है। जेडपीएस गोटवाल्ड के अनुभव के अनुसार, धूल भरे क्वार्ट्ज पाउडर में अनाज के आकार का निम्नलिखित वितरण सबसे लाभप्रद साबित हुआ:

एथिल सिलिकेट और अल्कोहल का नियंत्रण. आमतौर पर, एथिल सिलिकेट 40 का नियंत्रण पाइकोनोमीटर के साथ घनत्व निर्धारित करने तक सीमित है, जो सशर्त सिलिकॉन डाइऑक्साइड की सामग्री को दर्शाता है, और अनुमापन द्वारा हाइड्रोक्लोरिक एसिड की एकाग्रता का निर्धारण करता है। 110 डिग्री सेल्सियस तक के क्वथनांक वाले अंश की सामग्री और कम आणविक भार वाले पदार्थों की सामग्री को निर्धारित करने की भी सिफारिश की जाती है।

टीजीएल 21405 मानक के अनुसार जीडीआर (वीईबी केमी-वेर्क निनिच-रिट्ज प्लांट) में उत्पादित एथिल सिलिकेट 40 के लिए, निम्नलिखित मान विशेषता हैं: 20 डिग्री सेल्सियस पर घनत्व 1.04-1.06 ग्राम/लीटर, इग्निशन तापमान 60 डिग्री सेल्सियस , Si02 सामग्री 38-42 %, HC1 0.1% से अधिक नहीं, कम आणविक भार वाले पदार्थ 15% से अधिक नहीं। यह एक शुद्ध तरल है, जो पानी के साथ अमिश्रणीय है और किसी भी अनुपात में अल्कोहल के साथ मिश्रित है, एथॉक्सी-पॉलीसिलोक्सेन (मुख्य रूप से डोडेकेथॉक्सीपॉलीसिलोक्सेन) का मिश्रण है।

गोटवाल्ड में ZPS प्लांट के अनुसार, एथिल सिलिकेट 40 में 110 डिग्री सेल्सियस तक के क्वथनांक के साथ 8% तक अंश हो सकता है।

निर्माता जेलेशन समय का निर्धारण करके बाइंडर की तैयारी के लिए एथिल सिलिकेट की उपयुक्तता का आकलन करने की सलाह देते हैं। यह पैरामीटर निम्नानुसार निर्धारित किया गया है। एक परखनली में 10 मिली एथिल सिलिकेट के नमूने को 2 मिली एथिल अल्कोहल और 4 मिली सांद्र हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ क्रमिक रूप से मिलाया जाता है। टेस्ट ट्यूब में घोल को अच्छी तरह से मिलाया जाता है ताकि यह सजातीय हो जाए, और फिर घोल के साथ टेस्ट ट्यूब को थर्मोस्टेट में रखा जाता है, जहां इसे 20 ± 0.5 डिग्री सेल्सियस पर रखा जाता है। जेलेशन की शुरुआत के क्षण से निर्धारित होती है जब परखनली को झुकाया जाता है तो घोल का प्रवाह बहुत धीमा हो जाता है। जमाव का समय परीक्षण की शुरुआत से लेकर पूर्ण जमाव तक का अंतराल है (जब परखनली झुकी होती है तो घोल हिलना बंद कर देता है)।

निर्जल एथिल अल्कोहल (सीएसएन 660835) में, 2% तकनीकी गैसोलीन के अतिरिक्त द्वारा विकृत, अल्कोहल की मात्रा अल्कोहल मीटर से निर्धारित की जाती है। उत्पादन परीक्षणों के दौरान, बाइंडर तैयार करने के लिए अल्कोहल की उपयुक्तता को निम्नानुसार निर्धारित करने की सिफारिश की जाती है: 200 मिलीलीटर एथिल सिलिकेट को परीक्षण किए गए एथिल सिलिकेट अल्कोहल के 100 मिलीलीटर के साथ पतला किया जाता है, 20 मिलीलीटर पानी और 1 मिलीलीटर केंद्रित हाइड्रोक्लोरिक एसिड मिलाया जाता है। . जिस फ्लास्क में तरल स्थित है उसे जोर-जोर से हिलाकर पूरे मिश्रण को अच्छी तरह मिलाया जाता है। यदि घोल का तापमान काफी (40-45 डिग्री सेल्सियस) बढ़ने लगे तो यह हाइड्रोलिसिस की घटना को इंगित करता है। साथ ही, बाइंडर तैयार करने के लिए एथिल सिलिकेट की उपयुक्तता भी इसी तरह निर्धारित की जाती है।

आरंभिक सामग्रियों के सभी परीक्षणों का विशेष साहित्य में विस्तार से वर्णन किया गया है।

चावल। 4. चूर्णित क्वार्ट्ज की इष्टतम ग्रैनुलोमेट्रिक संरचना