Выгорание полимерного связующего

Наиболее общими методами получения продуктов порошковой металлургии служит создание смеси измельченного порошка исходного вещества с органическим связующим. Затем такой смеси придается форма конечного продукта, например, при помощи холодного изостатического прессования.

Первой стадией такого производства является процесс выгорание полимерного связующего при термической обработке.

Скорость такого процесса должна очень внимательно контролироваться. При слишком высокой скорости образуются микротрещины, т.к. газы, образующиеся при разложении полимера, не имееют достаточно времени на вывод из зоны реакции. С другой стороны, при слишком низкой скорости реакции процесс производства требует значительных издержек времени, что ведет к увеличению производственных затрат.

Опыт показывает, что в таком случае оптимальной температурной программой для выгорания полимерного связующего будет та, при которой потеря массы происходит с постоянной скоростью. Поэтому целью исследования этого процесса является задача найти температурную программу для процесса с постоянной скоростью потери массы.

Эта задача может быть решена экспериментально посредством последовательных изменений в температурной программе, чотбы результат привел к постоянной скорости потери массы. Более универсальным и более дешевым способом является выполнение серии измерений с различными постоянными скоростями нагрева и выполненный на этих данных кинетический анализ. Такой путь показан на следующем примере:

измерение
приборNETZSCH TG 209 C Iris
диапазон температуры/°CRT ... 800
скорости нагрева/(K/мин)0.01 ... 10
атмосфера/(мл/мин)N2, 20 ml/min
масса образца /мг40 ... 50


Measurements
InstrumentNETZSCH TG 209 C Iris
Temperature range/°CRT to 800
Heating rates/(K/min)0.01 to 10
AtmosphereN2, 20 ml/min
Samples mass/mg40 to 50

Измерения ТГ и их моделирование при помощи трехстадийного процесса

Используя представленную модель, становится возможным смоделировать все измерения с высоким качеством. Чем выше качество совпадения измеренных и смоделированных данных тем выше качество прогнозирования.

температурная программа для скорости потери массы 0.5%/мин, вычисленная для кинетической модели для измерений ТГ.
Быстрым и легким яаляется определение температурной программы для другого значения скорости потери массы.

температурная программа для скорости потери массы 0.5%/мин

#температура/°Cскорость нагрева/(K/мин)полное время/мин
150.00.00
2142.710.009.26
3152.59.7310.27
4156.22.0412.09
5165.83.0315.84
6172.73.6517.73
7179.73.6519.62
8186.11.8423.20
9187.20.3026.84
10188.80.3231.60
11204.90.5064.22
12211.10.6473.85
13218.60.7983.39
14226.70.8792.70
15237.41.13102.19
16249.91.39111.23
17265.51.62120.85
18289.72.48130.61
19329.44.08140.36
20369.64.28149.74
21381.91.40158.55
22389.20.77168.04
23402.31.35177.72
24426.22.37187.82
25454.95.36192.91
26490.69.89196.53
27600.310.00207.49

Эта температурная программа может быть экспортирована а текстовый файл формата ASCII и затем прочитана любой другой программой.