Техническая керамика. Матренин С.В - 12 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

2.5. Термические свойства
Термические свойства характеризуют способность материала про-
тивостоять воздействию высоких температур. Для керамик важными
термическими свойствами являются огнеупорность, термостойкость и
термическое старение.
Огнеупорность керамических материалов определяется их темпера-
турами расплавления. Следует отметить различие в понятиях терминов
«температура расплавления» и «температура плавления». Температура
плавления является физической характеристикой перехода кристалличе-
ского состояния вещества в жидкое и имеет строго определенное значе-
ние. Однако во многих керамических материалах наряду с кристалличе-
ской фазой присутствует и аморфная, вследствие чего при нагреве пере-
ход к менее вязкому состоянию – расплавление – происходит постепен-
но. Достижению определенной вязкости материала и соответствует тем-
пература расплавления.
Огнеупорность определяют на коническом образце высотой 30 мм
при постоянном нагреве. По мере расплавления вершина конуса склоня-
ется к основанию. Температура, соответствующая моменту падения ко-
нуса, и определяет огнеупорность керамики.
Термостойкостью называется способность керамики выдерживать
колебания температуры, не разрушаясь, в процессе ее эксплуатации.
Термостойкость керамики при условии относительно медленного нагре-
ва и охлаждения оценивают критической разностью температур, кото-
рая определяется по формуле:
∆T= λ(1-ν)σ
в
/αcρE, (10)
где λ – коэффициент теплопроводности, ν – коэффициент Пуассона,
σ
в
– предел прочности, α – коэффициент термического расширения,
с – удельная теплоемкость, ρ – плотность, Е – модуль Юнга.
Для огнеупоров применяется непосредственный метод определения
термостойкости: нагрев торца кирпича до 850°С и 1300°С с последую-
щим охлаждением в проточной воде. Термостойкость оценивается чис-
лом теплосмен до потери изделием 20% веса за счет разрушения.
Термическим старением керамики называется увеличение размера
зерна материала, обусловленное процессом рекристаллизации при высо-
котемпературной эксплуатации изделий. Размер зерна может достигать
сотен микрон, в результате чего прочностные характеристики керамики
резко снижаются. Рост размера зерна определяется по формуле
D = D
0
exp(-Q/RT)τ
n
, (11)

Страницы