Preview

Заводская лаборатория. Диагностика материалов

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Контроль упрочнения строительной керамики, изготовленной экструзией через ультразвуковую фильеру, акустическим методом

https://doi.org/10.26896/1028-6861-2021-87-2-25-32

Полный текст:

Аннотация

Перспективный способ упрочнения керамических материалов (кирпича, черепицы, труб и др.) — экструзия их через фильеру, колеблющуюся с ультразвуковой частотой. В данной работе представлены результаты исследования низкочастотных акустических спектров цилиндрических образцов керамики лицевого кирпича, упрочненной с помощью экструзии и добавок отходов стекловолокна. Анализировали взаимосвязи между изменением структуры керамики, параметрами акустического спектра и разрушающими воздействиями при сжатии (изгибе) образцов на прессе. Установлено, что ультразвуковая экструзия, увеличивая силу разрушения на 1 – 7 кН (~30 %), смещает частоту основных тонов поперечных и продольных колебаний (6 и 17 кГц соответственно) с коэффициентом ~0,1 кГц/кН. Частицы стекловолокна упрочняют керамику за счет образования при обжиге игольчатой кристаллической связки. Вместе с тем повышенная добавка стекловолокна уменьшает пластичность шихты, что вызывает формирование микротрещин, каверн и внутренних напряжений. Ультразвуковая формовка, напротив, снижает вероятность появления таких дефектов. Выявлено также, что вследствие внутренних дефектов частота продольных и поперечных колебаний смещается в разной степени. Используя это как индикатор, можно проводить объективную сортировку и отбраковку образцов. При этом время релаксации колебаний (в среднем 0,1 с) существенно не меняется при данных упрочняющих воздействиях на шихту и не может использоваться в качестве информативного параметра. Таким образом, эффективность представленного комбинированного способа упрочнения керамики можно достаточно точно тестировать по смещению частот продольных и поперечных свободных колебаний цилиндрических образцов. Полученные результаты могут быть использованы при разработке новых керамических составов и технологии их формования в условиях истощения источников качественного глиняного сырья.

Об авторах

Р. М. Нафиков
Казанский (Приволжский) федеральный университет
Россия
Россия, 420008, г. Казань, ул. Кремлевская, д. 18


Г. Р. Фасеева
Казанский (Приволжский) федеральный университет
Россия
Россия, 420008, г. Казань, ул. Кремлевская, д. 18


Ю. А. Захаров
Казанский (Приволжский) федеральный университет
Россия
Россия, 420008, г. Казань, ул. Кремлевская, д. 18


Список литературы

1. Коварская Е. З., Московенко И. Б. Использование частот собственных колебаний при неразрушающем контроле физико-механических свойств материалов и изделий / В мире неразрушающего контроля. 2012. № 4. С. 5 – 8.

2. Коварская Е. З., Московенко И. Б. Результаты опробования возможности применения низкочастотного акустического метода для определения марочности кирпича по частотам собственных колебаний / В мире неразрушающего контроля. 2015. Т. 68. № 2. С. 27 – 30.

3. Belli F., Radermacher F. Pattern recognition approach to an acoustical quality test of burnt ceramic products / 5th International Conference IEA/AIE-92. Proceedings. — Paderborn, Germany. 1992. P. 123 – 126.

4. Bosomworth P. An exciting technique for quality analysis / Ceramic Industry. 2005. N 1. P. 20 – 24.

5. Barth M., Duckhorn F., Tschöke K., Tschöpe C., Köhler B. Testing of Ceramics by Ultrasound Microscopy and Vibration Analysis / 19th World Conference on Non-Destructive Testing. — Munich, Germany. 2016. Is. 07. P. 1 – 9.

6. Faseeva G. R., Nafikov R. M., Lapuk S. E., et al. Ultrasound-assisted extrusion of construction ceramic samples / Ceramics International. 2017. Vol. 43. N 9. P. 7202 – 7210. DOI: 10.1016/J.CERAMINT.2017.03.008

7. Кабиров Р. Р., Гарипов Л. Н., Фасеева Г. Р. и др. Прототипирование ультразвуковой фильеры для экструзии керамического кирпича / Стекло и керамика. 2017. № 3. С. 16 – 22. DOI: 10.1007/s10717-017-9934-z

8. Фасеева Г. Р., Нафиков Р. М., Лапук С. Е. и др. Активация модификатора глины для керамического кирпича ультразвуковой экструзией / Стекло и керамика. 2017. № 12. С. 31 – 37.

9. Хасанов О. Л. Структура и свойства циркониевой керамики, изготовленной ультразвуковым компактированием нанопорошков. / Конструкции из композиционных материалов. 2007. Вып. 1. С. 60 – 72. DOI: 10.1007/s10717-018-0014-9

10. Khasanov O. L., Dvilis E. S., Polisadova E. F., et al. The influence of intense ultrasound applied during pressing on the optical and cathodoluminescent properties of conventionally sintered YSZ ceramics / Ultrasonics Sonochemistry. 2019. Vol. 50. P. 166 – 171. DOI: 10.1016/J.ULTSONCH.2018.09.013

11. Шахов С. А. Технологические аспекты использования ультразвука для активации и управления формированием дисперсных структур (обзор) / Конструкции из композиционных материалов. 2009. № 2. С. 3 – 12.

12. Franco-Villafańe J., Flores-Olmedo E., Báez G., et al. Acoustic resonance spectroscopy for the advanced undergraduate laboratory / Eur. J. Phys. 2012. Vol. 33. P. 1761 – 1769. DOI: 10.1088/0143-0807/33/6/1761

13. Ерофеев В. И., Кажаев В. В., Семерикова Н. П. Волны в стержнях. Дисперсия. Диссипация. Нелинейность. — М.: Физматлит, 2002. — 208 с.


Для цитирования:


Нафиков Р.М., Фасеева Г.Р., Захаров Ю.А. Контроль упрочнения строительной керамики, изготовленной экструзией через ультразвуковую фильеру, акустическим методом. Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2021;87(2):25-32. https://doi.org/10.26896/1028-6861-2021-87-2-25-32

For citation:


Nafikov R.M., Faseeva G.R., Zakharov Yu.A. Acoustic control of the strengthening of building ceramics obtained by extrusion through an ultrasonic die. Industrial laboratory. Diagnostics of materials. 2021;87(2):25-32. (In Russ.) https://doi.org/10.26896/1028-6861-2021-87-2-25-32

Просмотров: 29


ISSN 1028-6861 (Print)
ISSN 2588-0187 (Online)