Krzysztof Bryła Koszalin dn. 23.03.95
Artur Grynkiewicz
Dariusz Karaś
Adam Szpak
WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYKI WYSOKOTEMPERATUROWEJ
TWORZYW CERAMICZNYCH
1.Cel ćwiczenia:
Badanie procesu wiązania tworzywa typu porcelany. Przy obróbce wyrobów ceramicznych najważniejsze procesy zachodzą w materiale podczas
spiekania. Ze względu na charakter reakcji zachodzących przy obróbce
materiałów rozróżnia się dwa rodzaje spiekania:
*z udziałem fazy ciekłej
*uwarunkowane reakcjami w fazie stałej.
W rezultacie spiekania podwyższa się gęstość i mechaniczna wytrzymałość materiałów ceramicznych. Najczęściej proces spiekania ocenia się po zmianie gęstości obrabianego materiału. Za spieczone uważa się materiały osiągające w procesie obróbki określoną minimalną wartość nasiąkliwości wodą (porowatości otwartej).
Wielkość dopuszczalnej nasiąkliwości wodnej dla różnych spieczonych materiałów jest różna i zależy od przeznaczenia i charakteru wymagań stawianych odpowiednim wyrobom. Niektóre wyroby ceramiki technicznej, po spieczeniu, charakteryzują się nasiąkliwością nie większą niż 0,02% do
0,03%, a materiały ogniotrwałe osiągają nasiąkliwość do kilku procent.
Zwiększenie gęstości ściśle związane jest z objętościowymi zmianami w
próbce, czyli ze zmniejszeniem objętości i wymiarów liniowych.
2.Przebieg ćwiczenia:
Do badań użyta została próbka porcelitowa o wymiarach 3 x 3 mm w kształcie walca.
Próbkę umieszczono w piecu oporowym i poddano działaniu temperatury w zakresie od 960°C do 1260°C.
Do obserwacji próbki użyto kamery zintegrowanej z monitorem monochromatycznym na ekranie którego dokonywano odczytu zmian
wielkości próbki przy pomocy linijki.
Obraz próbki na ekranie monitora był powiększony 45 razy.
Odczytu zmian wielkości próbki dokonywano przy różnych temperaturach 41 razy.
TABELA WYNIKÓW
Temperatura
[°C] |
Szerokość
[cm] |
Długość
[cm] |
Szerokość rzeczywista [mm] |
Długość rzeczywista [mm] |
920 |
13.8 |
17.0 |
3.067 |
3.778 |
1005 |
13.6 |
16.9 |
3.022 |
3.756 |
1010 |
13.6 |
16.9 |
3.022 |
3.756 |
1020 |
13.6 |
16.9 |
3.022 |
3.756 |
1040 |
13.6 |
16.7 |
3.022 |
3.756 |
1050 |
13.6 |
16.7 |
3.022 |
3.756 |
1055 |
13.6 |
16.6 |
3.022 |
3.756 |
1059 |
13.5 |
16.5 |
3.0 |
3.667 |
1068 |
13.5 |
16.5 |
3.0 |
3.667 |
1071 |
13.5 |
16.5 |
3.0 |
3.667 |
1080 |
13.5 |
16.5 |
3.0 |
3.667 |
1090 |
13.4 |
16.4 |
2.978 |
3.644 |
1100 |
13.4 |
16.3 |
2.978 |
3.622 |
1106 |
13.3 |
16.2 |
2.956 |
3.6 |
1110 |
13.3 |
16.1 |
2.956 |
3.578 |
1112 |
13.2 |
16.0 |
2.933 |
3.556 |
1117 |
13.2 |
16.0 |
2.933 |
3.556 |
1123 |
13.2 |
15.9 |
2.933 |
3.533 |
1131 |
13.1 |
15.8 |
2.911 |
3.511 |
1134 |
13.1 |
15.8 |
2.911 |
3.511 |
1139 |
13.0 |
15.7 |
2.889 |
3.489 |
1145 |
13.0 |
15.6 |
2.889 |
3.467 |
1148 |
13.0 |
15.5 |
2.889 |
3.444 |
1150 |
12.9 |
15.4 |
2.867 |
3.422 |
1156 |
12.9 |
15.4 |
2.867 |
3.422 |
1166 |
12.9 |
15.3 |
2.867 |
3.4 |
1175 |
12.8 |
15.3 |
2.844 |
3.4 |
1180 |
12.7 |
15.3 |
2.822 |
3.4 |
1184 |
12.6 |
15.3 |
2.8 |
3.4 |
1200 |
12.6 |
15.2 |
2.8 |
3.378 |
1203 |
12.5 |
15.1 |
2.778 |
3356 |
1205 |
12.4 |
15.0 |
2.756 |
3.333 |
1207 |
12.4 |
14.9 |
2.756 |
3.311 |
1211 |
12.4 |
14.8 |
2.756 |
3.289 |
1215 |
12.4 |
14.7 |
2.756 |
3.267 |
1220 |
12.3 |
14.7 |
2.733 |
3.267 |
1223 |
12.2 |
14.6 |
2.711 |
3.244 |
1226 |
12.2 |
14.5 |
2.711 |
3.222 |
1230 |
12.2 |
14.5 |
2.711 |
3.222 |
1235 |
12.2 |
14.5 |
2.711 |
3.222 |
1170 |
12.1 |
14.5 |
2.689 |
3.222 |
1120 |
12.1 |
14.4 |
2.689 |
3.2 |
Wnioski:
Wraz ze wzrostem temperatury następuje skurcz próbki. Gwałtowne kurczenie próbki daje się zauważyć od temperatury 1080°C aż do 1214°C. Zmiana wymiarów wynosi około 10%. Powyżej 1214°C próbka nie zmienia swoich wymiarów. Wynika z tego, że próbka przy tej temp. osiąga maksymalną gęstość oraz najmniejszą porowatość i objętość.