Рабочая программа дисциплины общая технология керамики и огнеупоров (стр. 2 )

Знать:

·  основные теоретические положения процессов синтеза и применения высокоэффективных ТНСМ;

·  источники традиционных и нестандартных сырьевых материалов, перспективы их использования и основные технологические процессы в технологии тугоплавких неметаллических и силикатных материалов;

·  принципы выбора сырьевых материалов и технологических решений для получения изделий на основе тугоплавких неметаллических и силикатных материалов с учетом влияния климатических и природных условий;

·  методы теоретического и экспериментального изучения физико-химических свойств и закономерностей получения керамики, вяжущих, стеклоизделий и композитов на их основе;

Уметь:

·  осуществлять планирование и организацию технологических процессов производства силикатных материалов с учетом качества исходного сырья и требований к конечной продукции;

·  Использовать современные методы контроля технологических операций, качества сырья, полуфабрикатов и готовой продукции;

·  Использовать стандартизованные методы и методики испытаний свойств ТНСМ

Владеть:

·  навыками экспериментального исследования основных физико-химических и технологических свойств сырья и готовой продукции;

·  навыками оценки качества природного сырья новых месторождений с целью расширения отечественной сырьевой базы;

·  методами оптимизации основных технологических процессов производства ТНСМ с учетом специфических свойств исходного сырья;

- современными методами входного контроля сырьевых материалов, текущего (оперативного) контроля полуфабрикатов, технологических параметров основных стадий технологического процесса, качества готовой продукции;

В процессе освоения дисциплины у студентов развиваются следующие компетенции:

1. Универсальные (общекультурные):

·  готовность к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства, способность приобретать новые знания в области техники и технологии;

·  осознавать социальную значимость своей будущей профессии, обладает высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности (ОК-9);

·  понимать роль охраны окружающей среды и рационального природопользования для развития и сохранения цивилизации.

2. Профессиональные:

общепрофессиональные:

·  способность и готовность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы теоретического и экспериментального исследования (ПК-1);

·  использовать знания о строении вещества, природе химической связи в различных классах химических соединений для понимания свойств материалов и механизма химических процессов (ПК-3);

производственно-технологическая деятельность:

·  способность и готовность осуществлять технологический процесс в соответствии с регламентом и использовать технические средства для измерения основных параметров технологического процесса, свойств сырья и продукции;

·  обосновывать принятие конкретного технического решения при разработке технологических процессов; выбирать технические средства и технологии с учетом экологических последствий их применения (ПК-11);

организационно-управленческая деятельность:

·  анализировать технологический процесс как объект управления (ПК-17);

·  организовывать работу исполнителей, находить и принимать управленческие решения в области организации и нормировании труда (ПК-19);

научно-исследовательская деятельность:

·  способность планировать и проводить физические и химические эксперименты, проводить обработку их результатов и оценивать погрешности, математически моделировать физические и химические процессы и явления, выдвигать гипотезы и устанавливать границы их применения (ПК-21).

·  проводить стандартные и сертификационные испытания материалов, изделий и технологических процессов (ПК-22);

·  изучать научно-техническую информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-25);

проектная деятельность:

·  разрабатывать проекты (в составе авторского коллектива) (ПК-26);

4.  Структура и содержание дисциплины

4.1  Аннотированное содержание разделов дисциплины

Введение.

Содержание и задачи курса. Связь курса с другими дисциплинами химико-технологического профиля. Комментарии по рекомендуемой литературе. История и перспективы развития технологии силикатных материалов. Значение тугоплавких неметаллических и силикатных материалов в человеческом обществе. Систематика (классификация) тугоплавких неметаллических и силикатных материалов (вяжущих веществ, керамики, огнеупоров, стекла, ситаллов) и области их применения.

Модуль 1 Общая технология керамики и огнеупоров

1.1. Керамические материалы: определения, систематика: традиционная и новая керамика. Классификация керамических материалов и изделий, их роль в развитии новых отраслей техники. Основные термины и понятия в химии и технологии керамики: пластичные и отощающие материалы, плавни; пластичность, связанность и связующая способность глин; огнеупорность, интервал спекшегося состояния, воздушная и огневая усадка.

1.2. Физико-химические аспекты выбора сырьевых материалов для керамических технологий: Природные сырьевые материалы (пластичные и непластичные) для производства керамических материалов, запасы и месторождения, особенности кристаллохимического строения породообразующих минералов, требования стандарта к качеству сырья. Техногенные сырьевые материалы в технологии керамических материалов. Особенности физико-химических и технологических свойств глинистого сырья: кристаллохимическое строение основных глинистых минералов, характеристика химического, гранулометрического, вещественного составов глинистых пород. Физико-химические процессы, происходящие в глинах при нагревании. Три теории термического разложения глин.

1.3.Теоретические основы подготовки керамических масс и формования изделий: Выбор способа производства. Подготовка пластичных, отощающих материалов и плавней. Сухой и мокрый способы производства керамических масс. Разжижение и обезвоживание керамических шликеров. Вакуумирование и пароувлажнение керамических масс. Пластическое формование, полусухое и сухое прессование изделий, водное литье, горячее литье, гидростатическое формование.

1.4. Теория и практика процесса сушки керамических изделий: Сушка керамических изделий. Физико-химические процессы, происходящие при сушке. Три периода сушки. Понятие о скорости сушки и критической влажности. Естественная и искусственная сушка, радиационная сушка и сушка токами высокой частоты.

1.5. Глазурование керамических изделий: Назначение, классификация и физико-химические свойства глазурей. Основные сырьевые материалы и их влияние на свойства глазурей. Подбор глазури к керамической подложке. Способы нанесения глазурей на изделия.

1.6. Высокотемпературная тепловая обработка керамических материалов: Обжиг керамических изделий. Физико-химические процессы, протекающие при высокотемпературном нагреве керамических масс. Характер изменения кажущейся плотности, усадки и пористости керамики при обжиге. Технологические параметры, определяющие режим обжига. Физико-химические основы технологии глиносодержащей керамики: Диаграмма состояния Al2O3 – SiO2 – научная основа технологии алюмосиликатной керамики. Специфика процессов муллитообразования при синтезе муллита из оксидов и из природного сырья, физические и химические свойства муллита.

Производство изделий тонкой (фарфора, фаянса, майолики) и грубой (строительной керамики и огнеупоров) керамики. Виды изделий. Области применения. Требования стандартов к строительной керамике.

Модуль 2 Общая технология вяжущих материалов

2.1. Вяжущие материалы: определения, систематика: Классификация вяжущих материалов от состава, свойств и области применения. Основные термины и понятия в химии и технологии вяжущих материалов: затворение, тесто, бетон, раствор, нормальная густота и сроки схватывания, равномерность изменения объема, тепловыделение, усадка и набухание, коррозионная стойкость, высолообразование, прочность, марка вяжущего.

2.2. Строительные вяжущие материалы воздушного твердения.

2.2.1. Гипсовые вяжущие материалы: Классификация гипсовых вяжущих материалов в зависимости от условий тепловой обработки и достигаемых свойств. Теоретические основы технологии гипсовых вяжущих: физико-химические процессы, протекающие при термической обработке двуводного гипса, характеристика основных фаз в системе «сульфат кальция – вода». Принципиальная схема производства гипсовых вяжущих и общая характеристика технологических процессов. Специфика физико-механической подготовки гипсового камня (дробление, помол). Физико-химические основы технологии низкообжиговых гипсовых вяжущих (строительного гипса) и высокообжиговых гипсовых вяжущих (ангидритового цемента и эстрихгипса). Процессы, происходящие при схватывании и твердении гипсовых материалов. Механизмы твердения по Ле-Шателье и Байкову. Свойства гипсовых вяжущих. Требования стандартов. Области применения.

2.2.2. Строительная известь воздушного твердения: Классификация воздушной извести. Сущность и специфика протекания процессов термической диссоциации карбонатных пород. Роль химического, фазового составов, наличия примесей в исходном сырье, температуры и скорости нагрева материала в формировании структуры и свойств продуктов обжига. Технологические особенности обжига. Гашение извести. Особенности производства гашеной извести. Конструкция и принцип действия многобарабанного лопастного гидратора. Физико-химические процессы, обусловливающие твердение извести. Механизмы твердения: карбонатное, гидратное. Свойства воздушной извести. Требования стандартов. Области применения.

2.3. Гидравлические вяжущие вещества. Портландцемент и его разновидности: Химический, минералогический и фазовый состав портландцементного клинкера. Характеристика портландцемента с помощью модулей. Коэффициент насыщения. Характеристика основных клинкерных минералов. Сырьевые материалы. Технологическая схема производства портландцемента по мокрому и сухому способам. Подготовка сырьевой смеси – муки и шлама. Корректирование смеси. Физико-химические процессы, происходящие при обжиге портландцементной сырьевой смеси. Минерализаторы. Помол клинкера. Интенсификаторы помола. Добавки, их роль. Твердение портландцемента. Реакции гидратации и гидролиза при твердении портланд-цемента. Свойства портландцемента. Требования стандартов. Области применения.

Модуль3. Общая технология стекла и ситаллов

3.1. Физико-химические основы технологии стекла: Стекло и стеклообразное состояние. Склонность к переохлаждению как главный признак возможности перехода в стеклообразное состояние. Метастабильность, изотропность, однофазность стекол. Гипотезы строения стекла. Свойства стекольного расплава: вязкость, скорость затвердевания, поверхностное натяжение. Гомогенная и гетерогенная кристаллизация. Ликвация и микроликвация стекла и ее роль при объемной кристаллизации. Свойства затвердевшего стекла: механические, электрические, теплофизические, оптические, химические.