水玻璃的检测及硬化机理课件.ppt

主讲教师：王伟春,铸钢造型材料技术课程,浙江机电职业技术学院,水玻璃的检测及硬化机理,一、水玻璃粘结剂的检测,职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库,铸钢造型材料技术,水玻璃的取样方法按JBT 8835-1999铸造用水玻璃标准的规定执行。,密度 按GBT 4209-1996中的规定执行；氧化钠含量 按GBT 4209-1996中的规定执行；二氧化硅含量 按GBT 4209-1996中的规定执行；,职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库,铸钢造型材料技术,模数 水玻璃中二氧化硅与氧化钠的摩尔数之比称为水玻璃的模数；水玻璃模数的测定有标准方法和快速法两种。,按GBT 4209-1996的规定分别测定出水玻璃试样的二氧化硅和氧化钠的含量，则模数可按下式计算。,1.标准方法（GBT 4209-1996）,职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库,铸钢造型材料技术,式中 M水玻璃的模数；(SiO2)SiO2的质量分数，；(Na2O)Na2O的质量分数，；1.032Na2O与SiO2相对分子质量的比值。,职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库,铸钢造型材料技术,主要仪器与试剂：滴定管、250mL锥形瓶、l00mL 量筒。浓度为0.5molL的NaOH标准溶液、质量分数为5的NaF溶液、质量分数为0.1的酚酞指示剂。混合指示剂：取质量分数为0.1的甲基红乙醇溶液和质量分数为0.1的亚甲基蓝乙醇溶液，按6：4质量比混合。试验步骤如下。,2.快速法（参考方法）,职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库,铸钢造型材料技术,测换算系数K：用滴定管加入浓度为0.5molL的NaOH标准溶液25mL于锥形瓶中，再加入30mL经加热煮沸并刚冷却的水，加3滴酚酞指示剂，用浓度为0.5molL的盐酸标准溶液滴定至红色消失，则换算系数K可按下式计算。,式中 K换算系数；V滴定消耗的HCl标准溶液体积，mL；25浓度为0.5mol/L的NaOH标准溶液加入量，ml。,职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库,铸钢造型材料技术,模数的测定：用塑料小勺取水玻璃试样约1g置于锥形瓶中，加水40mL摇匀，使其溶解。加混合指示剂10滴，用浓度为0.5molL的盐酸标准溶液漓定使试液由绿色变成红色。加入40mL质量分数为5的NaF溶液，振荡后，滴加浓度为0.5molL的盐酸溶液至试液呈红色，再过量3mL。再用浓度为0.5molL的NaOH溶液中和过量盐酸，使溶液呈淡绿色。,职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库,铸钢造型材料技术,式中 M水玻璃的模数；K换算系数；V1首次滴定消耗的HCl标准溶液的体积，mL；V2加NaF后滴定消耗的HCl标准溶液的体积，mL；V3滴定消耗的NaOH标准溶液的体积，mL。,试样的模数可按下式计算。,二、水玻璃的硬化机理,职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库,铸钢造型材料技术,水玻璃硬化过程包含硬化和强化两个阶段。,1.硬化阶段 水玻璃的粘度具有一个“浓度-模数”相结合的临界值，见表1，超过临界值的水玻璃便开始凝聚胶化，粘度急剧升高而失去流动性并趋向硬化。,表1 水玻璃的浓度与模数临界值的对应关系,职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库,铸钢造型材料技术,职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库,铸钢造型材料技术,依靠失水而超越临界值，被称为物理硬化；而依靠升高模数和失水而超越临界值，则被称为化学硬化（例如：吹CO2、加有机酯等）。假如只升高模数而不创造失水条件，则生成含水软胶或沉淀SiO2，不能形成高杨氏模量的固相。,职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库,铸钢造型材料技术,2.强化阶段 硬化的水玻璃依赖进一步的失水而增加强度，称为强化阶段。在强化阶段，可以采取各种措施来提高水玻璃模数和去除水玻璃中的水分，促使水玻璃硬化。例如，采用加热烘干法、微波烘干法、CO2气体硬化法、硅铁粉自硬砂、硅酸二钙自硬砂、有机酯自硬砂、真空置换硬化法（VRH）等。,职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库,铸钢造型材料技术,水玻璃的粘结强度与水玻璃的模数、浓度、硬化方法密切相关。不同的硬化工艺，不同的气候条件、为了达到最佳的强度性能，对水玻璃的模数和浓度都有特定的要求。考虑到获得更好的抗吸湿性，生产中，对水玻璃粘结剂的硬化应采取“强脱水，少反应”的原则。,职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库,铸钢造型材料技术,谢 谢,Thank you,