292

3.12.3. Badanie surowców i mas ceramicznych metodą dylatometrii

Dylatometria jest termiczną metodą badania właściwości ciał stałych. Wykorzystuje się w niej zjawisko rozszerzania i kurczenia ciał pod wpływem temperatur. W przypadku wypalania surowców ilastych i mas ceramicznych na ceramiczne materiały budowlane, mamy do czynienia z temperaturami rzędu nawet 1200-^1300°C. Otrzymane wyroby zastosowane w budownictwie narażone są na zmienne warunki atmosferyczne, którym towarzyszą w okresie letnim temperatury dodatnie, dochodzące do 60h-70°C, a w zimie - temperatury ujemne, zazwyczaj rzadko poniżej -20°C.

Zmianę wymiarów ciała stałego podczas wzrostu temperatury charakteryzuje współczynnik rozszerzalności liniowej a, wyrażony wzorem

(3.137)

AL

L₀AT

gdzie:

a - współczynnik rozszerzalności liniowej, K'¹;

Lo - długość początkowa badanej próbki, mm;

AL - przyrost długości próbki w zakresie temperatur AT = T_k-T₀;

T₀    -    temperatura początkowa pomiaru, K;

T_k    -    temperatura końcowa pomiaru, K.

Współczynnik liniowej rozszerzalności cieplnej określa więc względne wydłużenie ciała po jego ogrzaniu o 1K. Z tego wynika, że długość ciała po podgrzaniu z temperatury 7₀ do T_k (czyli o AT) wyniesie

L = L₀ (l + aAT)    (3.138)

Aparaty pozwalające mierzyć wielkość rozszerzania liniowego ciał pod wpływem temperatury do wyznaczenia współczynnika rozszerzalności cieplnej, nazywa się dylatome-trami. Są one bardzo zróżnicowane pod względem rozwiązań technicznych, a w szczególności pod względem takich opcji, jak: zakres temperaturowy, sposób rejestracji wyników, wielkość i kształt próbek, przetwarzanie danych, itp. Starsze typy dylatometrów pozwalają wykonać pomiar od 20°C do 1600°C, natomiast najnowsze rozwiązania - do 2400°C. Ponadto niektóre wersje dylatometrów mają oprzyrządowanie, które pozwala prowadzić pomiary w zakresie od -160° do +250°C. Oprócz pieca rurowego, podstawowymi elementami dylatometru są: głowica sterująca i zamocowana do niej łódka, tj. ceramiczna rurka o średnicy około 2 cm. Jest ona w połowie odsłonięta, ponieważ do niej wkłada się badaną próbkę (w niektórych rozwiązaniach do łódki wkłada się, oprócz próbki badanej, próbkę wzorcową o znanym współczynniku a).

Istota wykonania pomiaru w dylatometrze polega na umieszczeniu badanej próbki w łódce aparatu w taki sposób, aby jeden jej koniec był nieruchomy, zaś drugi wykonywał swobodne ruchy i obrazował kierunek tego ruchu, tj. skurcz lub rozszerzalność, oraz zmie-

292