সিরামিক

৩.১.১ স্লারি প্রস্তুতকরণ

স্প্রে শুকানোর দানাদার প্রক্রিয়া ব্যবহার করে, স্লারি তৈরি একটি গুরুত্বপূর্ণ চাবিকাঠি। কাদার কঠিন উপাদান, সূক্ষ্মতা এবং তরলতা সরাসরি শুকনো পাউডারের আউটপুট এবং কণার আকারকে প্রভাবিত করবে।

যেহেতু এই ধরণের অ্যালুমিনা পোরসেলিনের পাউডার অনুর্বর, তাই ফাঁকা অংশের গঠনের কর্মক্ষমতা উন্নত করার জন্য সঠিক পরিমাণে বাইন্ডার যোগ করা প্রয়োজন। সাধারণত ব্যবহৃত জৈব পদার্থ যেমন ডেক্সট্রিন, পলিভিনাইল অ্যালকোহল, কার্বক্সিমিথাইলসেলুলোজ, পলিস্টাইরিন ইত্যাদি। এই পরীক্ষায় পলিভিনাইল অ্যালকোহল (PVA), একটি জল-দ্রবণীয় বাইন্ডার নির্বাচন করা হয়েছিল। এটি পরিবেশগত আর্দ্রতার প্রতি আরও সংবেদনশীল, পরিবেষ্টিত আর্দ্রতার পরিবর্তন শুষ্ক পাউডারের বৈশিষ্ট্যগুলিকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করবে।

পলিভিনাইল অ্যালকোহলের বিভিন্ন ধরণের, হাইড্রোলাইসিসের বিভিন্ন ডিগ্রি এবং পলিমারাইজেশনের ডিগ্রি রয়েছে, যা স্প্রে শুকানোর প্রক্রিয়াকে প্রভাবিত করবে। এর সাধারণ হাইড্রোলাইসিস ডিগ্রি এবং পলিমারাইজেশন ডিগ্রি স্প্রে শুকানোর প্রক্রিয়াকে প্রভাবিত করবে। এর ডোজ সাধারণত 014 - 015wt%। অতিরিক্ত পরিমাণে যোগ করার ফলে স্প্রে গ্রানুলেশন পাউডার শক্ত শুষ্ক পাউডার কণা তৈরি করবে যাতে চাপ দেওয়ার সময় কণাগুলি বিকৃত না হয়। যদি চাপ দেওয়ার সময় কণার বৈশিষ্ট্যগুলি দূর করা না যায়, তবে এই ত্রুটিগুলি সবুজ বডিতে সংরক্ষণ করা হবে এবং ফায়ারিংয়ের পরে দূর করা যাবে না, যা চূড়ান্ত পণ্যের গুণমানকে প্রভাবিত করবে। বাইন্ডার সংযোজন খুব কম সবুজ শক্তি অপারেশন ক্ষতি বৃদ্ধি করবে। পরীক্ষায় দেখা গেছে যে যখন সঠিক পরিমাণে বাইন্ডার যোগ করা হয়, তখন মাইক্রোস্কোপের নীচে সবুজ বিলেটের অংশটি পর্যবেক্ষণ করা হয়। দেখা যায় যে যখন চাপ 3Mpa থেকে 6Mpa পর্যন্ত বৃদ্ধি করা হয়, তখন অংশটি মসৃণভাবে বৃদ্ধি পায় এবং অল্প সংখ্যক গোলাকার কণা থাকে। যখন চাপ 9Mpa হয়, তখন অংশটি মসৃণ থাকে এবং মূলত কোনও গোলাকার কণা থাকে না, তবে উচ্চ চাপ সবুজ বিলেটের স্তরবিন্যাসের দিকে পরিচালিত করে। PVA প্রায় 200 ℃ তাপমাত্রায় খোলা হয়।

প্রায় 360 ℃ তাপমাত্রায় জ্বলতে শুরু করুন এবং নিষ্কাশন করুন। জৈব বাইন্ডার দ্রবীভূত করতে এবং বিলেট কণাগুলিকে ভিজিয়ে রাখতে, কণাগুলির মধ্যে তরল আন্তঃস্তর তৈরি করতে, বিলেটের প্লাস্টিকতা উন্নত করতে, কণাগুলির মধ্যে ঘর্ষণ এবং উপকরণ এবং ছাঁচের মধ্যে ঘর্ষণ কমাতে, চাপা বিলেটের ঘনত্ব বৃদ্ধি এবং চাপ বিতরণের একজাতকরণকে উৎসাহিত করতে এবং উপযুক্ত পরিমাণে প্লাস্টিকাইজার যোগ করতে, সাধারণত ব্যবহৃত হয় গ্লিসারিন, ইথাইল অক্সালিক অ্যাসিড ইত্যাদি।

যেহেতু বাইন্ডার একটি জৈব ম্যাক্রোমলিকুলার পলিমার, তাই স্লারিতে বাইন্ডার যোগ করার পদ্ধতিটিও অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। প্রস্তুত বাইন্ডারটি প্রয়োজনীয় কঠিন উপাদান সহ অভিন্ন কাদায় যোগ করা সর্বোত্তম। এইভাবে, অদ্রবীভূত এবং অপ্রকাশিত জৈব পদার্থগুলিকে স্লারিতে আনা এড়ানো যায় এবং ফায়ারিংয়ের পরে সম্ভাব্য ত্রুটিগুলি হ্রাস করা যায়। যখন বাইন্ডার যোগ করা হয়, তখন বল মিলিং বা নাড়াচাড়া করে স্লারি সহজেই তৈরি হয়। ফোঁটায় মোড়ানো বাতাস শুকনো পাউডারের মধ্যে থাকে, যা শুকনো কণাগুলিকে ফাঁপা করে এবং আয়তনের ঘনত্ব হ্রাস করে। এই সমস্যা সমাধানের জন্য, ডিফোমার যোগ করা যেতে পারে।

অর্থনৈতিক এবং প্রযুক্তিগত প্রয়োজনীয়তার কারণে, উচ্চ কঠিন পদার্থের প্রয়োজন। যেহেতু ড্রায়ারের উৎপাদন ক্ষমতা প্রতি ঘন্টায় বাষ্পীভবন জলকে বোঝায়, তাই উচ্চ কঠিন পদার্থের স্লারি শুকনো পাউডারের উৎপাদন উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করবে। যখন কঠিন পদার্থের পরিমাণ ৫০% থেকে ৭৫% বৃদ্ধি পাবে, তখন ড্রায়ারের উৎপাদন দ্বিগুণ বৃদ্ধি পাবে।

কম কঠিন পদার্থ ফাঁপা কণা তৈরির প্রধান কারণ। শুকানোর প্রক্রিয়ায়, জল ফোঁটার পৃষ্ঠে স্থানান্তরিত হয় এবং কঠিন পদার্থ বহন করে, যা ফোঁটার ভেতরের অংশকে ফাঁপা করে তোলে; যদি ফোঁটার চারপাশে একটি কম ব্যাপ্তিযোগ্যতা স্থিতিস্থাপক স্তর তৈরি হয়, তাহলে কম বাষ্পীভবন গতির কারণে, ফোঁটার তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায় এবং জল ভিতরের অংশ থেকে বাষ্পীভূত হয়, যার ফলে ফোঁটাটি ফুলে ওঠে। উভয় ক্ষেত্রেই, কণার বল আকৃতি ধ্বংস হয়ে যাবে, এবং ফাঁপা বৃত্তাকার বা আপেল আকৃতির বা নাশপাতি আকৃতির কণা তৈরি হবে, যা শুষ্ক পাউডারের তরলতা এবং বাল্ক ঘনত্ব হ্রাস করবে। উপরন্তু, উচ্চ কঠিন পদার্থ সহ স্লারি হ্রাস করতে পারে

সংক্ষিপ্ত শুকানোর প্রক্রিয়ায়, শুকানোর প্রক্রিয়া হ্রাস করলে জলের সাথে কণার পৃষ্ঠে স্থানান্তরিত আঠালো পদার্থের পরিমাণ কমানো যায়, যাতে কণার পৃষ্ঠে বাইন্ডারের ঘনত্ব কেন্দ্রের চেয়ে বেশি না হয়, যাতে কণাগুলির একটি শক্ত পৃষ্ঠ থাকে এবং কণাগুলি চাপ এবং গঠনের প্রক্রিয়ায় বিকৃত এবং চূর্ণবিচূর্ণ না হয়, যাতে বিলেটের শরীরের ভর হ্রাস পায়। অতএব, উচ্চমানের শুকনো পাউডার পেতে, স্লারির কঠিন উপাদান বাড়াতে হবে।

স্প্রে শুকানোর জন্য ব্যবহৃত স্লারিটিতে পর্যাপ্ত তরলতা এবং যতটা সম্ভব কম আর্দ্রতা থাকা উচিত। যদি আরও জল যোগ করে স্লারিটির সান্দ্রতা হ্রাস করা হয়, তবে শুকানোর শক্তি খরচ কেবল বৃদ্ধি পায় না, বরং পণ্যের বাল্ক ঘনত্বও হ্রাস পায়। অতএব, জমাট বাঁধার সাহায্যে স্লারিটির সান্দ্রতা হ্রাস করা প্রয়োজন। শুকনো স্লারিটি বেশ কয়েকটি মাইক্রন বা ছোট কণা দ্বারা গঠিত, যা একটি কলয়েডাল বিচ্ছুরণ ব্যবস্থা হিসাবে বিবেচিত হতে পারে। কলয়েডাল স্থিতিশীলতার তত্ত্ব দেখায় যে সাসপেনশন কণার উপর দুটি বল কাজ করে: ভ্যান ডের ওয়ালস বল (কুলম্ব বল) এবং ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক বিকর্ষণ বল। যদি বল প্রধানত মাধ্যাকর্ষণ বল হয়, তাহলে সমষ্টি এবং ফ্লোকুলেশন ঘটবে। কণাগুলির মধ্যে মিথস্ক্রিয়ার মোট সম্ভাব্য শক্তি (VT) তাদের দূরত্বের সাথে সম্পর্কিত, যে সময়ে VT কোনও সময়ে মহাকর্ষীয় শক্তি VA এবং বিকর্ষণ শক্তি VR এর সমষ্টি। যখন কণাগুলির মধ্যে VT সর্বাধিক ধনাত্মক সম্ভাব্য শক্তি উপস্থাপন করে, তখন এটি ডিপলিমারাইজেশনের ব্যবস্থা। একটি প্রদত্ত সাসপেনশনের জন্য VA নিশ্চিত, তাই সিস্টেমের স্থিতিশীলতা হল সেই ফাংশনগুলি যা VR নিয়ন্ত্রণ করে: কণাগুলির পৃষ্ঠের চার্জ এবং দ্বিগুণ বৈদ্যুতিক স্তরের পুরুত্ব। দ্বিস্তরের পুরুত্ব ভ্যালেন্স বন্ধনের বর্গমূল এবং ভারসাম্য আয়নের ঘনত্বের বিপরীতভাবে সমানুপাতিক। দ্বিস্তর সংকোচন ফ্লোকুলেশনের সম্ভাব্য বাধা হ্রাস করতে পারে, তাই দ্রবণে ভারসাম্য আয়নের ভ্যালেন্স বন্ধন এবং ঘনত্ব কম হওয়া প্রয়োজন। সাধারণত ব্যবহৃত ডিমালসিফায়ারগুলি হল HCI, HNO3, NaOH, (CH) 3noh (চতুর্ভুজ অ্যামাইন), GA, ইত্যাদি।

৯৫ অ্যালুমিনা সিরামিক পাউডারের জল-ভিত্তিক স্লারি নিরপেক্ষ এবং ক্ষারীয় হওয়ায়, অন্যান্য সিরামিক স্লারির উপর ভালো তরলীকরণ প্রভাব ফেলে এমন অনেক জমাট বাঁধা পদার্থ তাদের কার্যকারিতা হারায়। অতএব, উচ্চ কঠিন উপাদান এবং ভালো তরলতা সহ স্লারি প্রস্তুত করা খুব কঠিন। অ্যাম্ফোটেরিক অক্সাইডের অন্তর্গত অনুর্বর অ্যালুমিনা স্লারি, অ্যাসিড বা ক্ষারীয় মাধ্যমে বিভিন্ন বিয়োগ প্রক্রিয়া ধারণ করে এবং বিভিন্ন মাইকেল গঠন এবং কাঠামোর বিয়োগ অবস্থা তৈরি করে। স্লারির pH মান সরাসরি বিয়োগ এবং শোষণের মাত্রাকে প্রভাবিত করবে, যার ফলে ζ বিভব এবং সংশ্লিষ্ট ফ্লোকুলেশন বা বিয়োগের পরিবর্তন হবে।

অ্যাসিড বা ক্ষারীয় মাধ্যমে অ্যালুমিনা স্লারির সর্বাধিক ধনাত্মক এবং ঋণাত্মক ζ বিভব থাকে। এই সময়ে, স্লারির সান্দ্রতা জমাট বাঁধার অবস্থার সর্বনিম্ন মানের মধ্যে থাকে, যখন স্লারি নিরপেক্ষ অবস্থায় থাকে, তখন এর সান্দ্রতা বৃদ্ধি পায় এবং ফ্লোকুলেশন ঘটে। দেখা গেছে যে স্লারির তরলতা ব্যাপকভাবে উন্নত হয় এবং একটি সঠিক ডিমালসিফায়ার যোগ করে স্লারির সান্দ্রতা হ্রাস করা হয়, যার ফলে এর সান্দ্রতা মান পানির কাছাকাছি হয়। একটি সাধারণ ভিসকোমিটার দ্বারা পরিমাপ করা পানির তরলতা 3 সেকেন্ড / 100 মিলি, এবং স্লারির তরলতা 4 সেকেন্ড / 100 মিলি। স্লারির সান্দ্রতা হ্রাস করা হয়, যার ফলে স্লারিতে কঠিন উপাদান 60% পর্যন্ত বাড়ানো যায় এবং একটি স্থিতিশীল প্যাকিং তৈরি করা যায়। যেহেতু ড্রায়ারের উৎপাদন ক্ষমতা প্রতি ঘন্টায় জলের বাষ্পীভবনকে বোঝায়, তাই সাসপেনশন।

৩.১.২ স্প্রে শুকানোর প্রক্রিয়ায় প্রধান পরামিতিগুলির নিয়ন্ত্রণ

শুকানোর টাওয়ারের বায়ু প্রবাহের ধরণ ফোঁটাগুলির শুকানোর সময়, ধারণ সময়, অবশিষ্ট জল এবং দেয়ালে আটকে থাকা ফোঁটাগুলিকে প্রভাবিত করে। এই পরীক্ষায়, ফোঁটা বায়ু মিশ্রণ প্রক্রিয়াটি মিশ্র প্রবাহ, অর্থাৎ, গরম গ্যাস উপর থেকে শুকানোর টাওয়ারে প্রবেশ করে এবং শুকানোর টাওয়ারের নীচে অ্যাটোমাইজিং নজল স্থাপন করা হয়, যা ফাউন্টেন স্প্রে তৈরি করে এবং ফোঁটাটি প্যারাবোলা হয়, তাই বাতাসের সাথে মিশ্রিত ফোঁটাটি বিপরীত প্রবাহে পরিণত হয় এবং যখন ফোঁটাটি স্ট্রোকের শীর্ষে পৌঁছায়, তখন এটি একটি নিম্ন প্রবাহে পরিণত হয় এবং শঙ্কু আকৃতিতে স্প্রে হয়। ফোঁটাটি শুকানোর টাওয়ারে প্রবেশ করার সাথে সাথেই এটি সর্বাধিক শুকানোর গতিতে পৌঁছে যাবে এবং ধ্রুব গতি শুকানোর পর্যায়ে প্রবেশ করবে। ধ্রুব গতি শুকানোর পর্যায়ের দৈর্ঘ্য ফোঁটার আর্দ্রতা, কাদার সান্দ্রতা, শুষ্ক বাতাসের তাপমাত্রা এবং আর্দ্রতার উপর নির্ভর করে। ধ্রুব গতি শুকানোর পর্যায় থেকে দ্রুত শুকানোর পর্যায়ের সীমানা বিন্দু C কে গুরুত্বপূর্ণ বিন্দু বলা হয়। এই সময়ে, জলের স্থানান্তরের ফলে বিন্দুর পৃষ্ঠ আর সম্পৃক্ত অবস্থা বজায় রাখতে পারে না। বাষ্পীভবনের হার হ্রাসের সাথে সাথে, বিন্দুর তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায় এবং বিন্দু D-তে বিন্দুর পৃষ্ঠটি সম্পৃক্ত হয়ে শক্ত খোলের একটি স্তর তৈরি করে। বাষ্পীভবন অভ্যন্তরে চলে যায় এবং শুকানোর হার হ্রাস পেতে থাকে। জলের আরও নির্মূল শক্ত খোলের আর্দ্রতা ব্যাপ্তিযোগ্যতার সাথে সম্পর্কিত। অতএব, যুক্তিসঙ্গত অপারেশন পরামিতিগুলি নিয়ন্ত্রণ করা প্রয়োজন।

শুষ্ক পাউডারের আর্দ্রতার পরিমাণ মূলত স্প্রে ড্রায়ারের আউটলেট তাপমাত্রা দ্বারা নির্ধারিত হয়। আর্দ্রতার পরিমাণ শুষ্ক পাউডারের বাল্ক ঘনত্ব এবং তরলতাকে প্রভাবিত করে এবং চাপা ফাঁকা স্থানের গুণমান নির্ধারণ করে। PVA আর্দ্রতার প্রতি সংবেদনশীল। বিভিন্ন আর্দ্রতার পরিমাণের পরিস্থিতিতে, একই পরিমাণ PVA শুষ্ক পাউডারের কণার পৃষ্ঠ স্তরের বিভিন্ন কঠোরতা সৃষ্টি করতে পারে, যা চাপ নির্ধারণের সময় ওঠানামা করে এবং উৎপাদনের মান অস্থির করে তোলে। অতএব, শুষ্ক পাউডারের আর্দ্রতা নিশ্চিত করার জন্য আউটলেট তাপমাত্রা কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রণ করা উচিত। সাধারণত, আউটলেট তাপমাত্রা 110 ℃ এ নিয়ন্ত্রণ করা উচিত এবং ইনলেট তাপমাত্রা সেই অনুযায়ী সামঞ্জস্য করা উচিত। ইনলেট তাপমাত্রা 400 ℃ এর বেশি নয়, সাধারণত প্রায় 380 ℃ এ নিয়ন্ত্রণ করা হয়। ইনলেট তাপমাত্রা খুব বেশি হলে, টাওয়ারের উপরে গরম বাতাসের তাপমাত্রা অতিরিক্ত গরম হবে। যখন কুয়াশার ফোঁটা সর্বোচ্চ বিন্দুতে উঠে যায় এবং অতিরিক্ত উত্তপ্ত বাতাসের মুখোমুখি হয়, তখন সিরামিক পাউডারযুক্ত বাইন্ডারের জন্য, বাইন্ডারের প্রভাব হ্রাস পাবে এবং অবশেষে শুকনো পাউডারের চাপের কর্মক্ষমতা প্রভাবিত হবে। দ্বিতীয়ত, যদি ইনলেট তাপমাত্রা খুব বেশি হয়, তাহলে হিটারের পরিষেবা জীবনও প্রভাবিত হবে এবং হিটারের ত্বক পড়ে যাবে এবং গরম বাতাসের সাথে শুকানোর টাওয়ারে প্রবেশ করবে, যা শুকনো পাউডারকে দূষিত করবে। যদি ইনলেট তাপমাত্রা এবং আউটলেট তাপমাত্রা মূলত নির্ধারিত হয়, তাহলে ফিড পাম্পের চাপ, ঘূর্ণিঝড় বিভাজকের চাপের পার্থক্য, স্লারির কঠিন উপাদান এবং অন্যান্য কারণগুলির দ্বারা আউটলেট তাপমাত্রাও সামঞ্জস্য করা যেতে পারে।

ঘূর্ণিঝড় বিভাজকের চাপের পার্থক্য। ঘূর্ণিঝড় বিভাজকের চাপের পার্থক্য বড়, যা আউটলেট তাপমাত্রা বৃদ্ধি করবে, সূক্ষ্ম কণা সংগ্রহ বৃদ্ধি করবে এবং ড্রায়ারের ফলন হ্রাস করবে।

৩.১.৩ স্প্রে শুকনো পাউডারের বৈশিষ্ট্য

স্প্রে শুকানোর পদ্ধতিতে প্রস্তুত অ্যালুমিনা সিরামিক পাউডারের তরলতা এবং প্যাকিং ঘনত্ব সাধারণত স্বাভাবিক প্রক্রিয়া দ্বারা প্রস্তুত করা তুলনায় ভালো। ম্যানুয়াল গ্রানুলেশনের পাউডার কম্পন ছাড়া সনাক্তকারী ডিভাইসের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হতে পারে না এবং স্প্রে গ্রানুলেশনের পাউডার এটি সম্পূর্ণরূপে করতে পারে। ধাতব পাউডারের তরলতা এবং বাল্ক ঘনত্ব পরীক্ষার জন্য ASTM মান উল্লেখ করে, বিভিন্ন জলের পরিমাণের পরিস্থিতিতে স্প্রে শুকানোর মাধ্যমে প্রাপ্ত কণার বাল্ক ঘনত্ব এবং তরলতা পরিমাপ করা হয়েছিল। সারণী 1 দেখুন।