6295504692

900°C (rejestrowane co 100°C) były mierzone pr2y użyciu dylatometru Linseis Messgerate z elementami ze szkła krzemionkowego.

Część zestawu wyników pomiaru [7] zilustrowano na rysunku 3 jako zależność wartości a kompozytów w trzech wybranych zakresach temperatury od proporcji objętościowych MA/CA₂ w masie, w porównaniu z wartościami, które wynikałyby z liniowej zależności od składu (reguły mieszania). Przedstawione wykresy dobitnie potwierdzają możliwość realizacji efektu „bimodalnego uziamienia”. Nawet po wprowadzeniu do masy 50-60% objętościowych ziarnistego składnika spinelowego, osnowa CA₂ narzuca swoją niską rozszerzalność kompozytowi jako całości. Odbiega to korzystnie od reguły mieszania, zgodnie z którą dla próbek o składzie 50MA/50CA₂ wartości a nie powinny pozostawać na poziomie CA₂ (około 210⁶/°C dla zakresu 20-200°C, około 310⁶/°C dla 20-500°C i około 410⁶/°C dla 20-900°C), ale odpowiednio wzrastać do poziomu średniej pomiędzy tymi wartościami, a znacznie wyższymi, cechującymi MA (około 610⁶, około 810⁶ i około 8,5'10⁶/°C).

Jak widać z przebiegu linii ciągłych na rysunku 3, dopiero zwiększenie zawartości frakcji ziarnistej powyżej około 60% powoduje zmianę jakościową - gwałtowny wzrost współczynników rozszerzalności. Oznacza to jak gdyby powrót do wartości wynikających z reguły mieszania, co można tłumaczyć przerwaniem ciągłości przestrzennej osnowy - zwłaszcza przy składach, które zbliżają się, a potem schodzą poniżej zawartości objętościowej 35-25% CA₂; taka zawartość nie wystarcza już do otoczenia i izolowania wszystkich ziaren przez osnowę. W dalszych doświadczeniach z kompozytami 50CA₂/ 50MA potwierdzono bardzo wyraźnie korelację pomiędzy ich małą rozszerzalnością cieplną, a odpornością na naprężenia cieplne. Testy metodą Hasselmana wykazały, że odporność próbek badanego kompozytu jest znacznie większa niż odporność spiekanych próbek 100% drobnoziarnistego spinelu [9]. Podobnie wypadło porównanie z użyciem próbek większych rozmiarów, poddanych wstrząsom cieplnym zgodnie z testem technologicznym, 950°C/H₂O [10].

3. Efekty głębokiego tłumienia rozszerzalności związane ze specyficzną konfiguracją szczelin w tworzy-

W toku badania niektórych grup składu nowych kompozytów zaobserwowano zaskakująco korzystne zjawisko znacznego obniżenia współczynników rozszerzalności - wyraźnie poniżej poziomu typowego dla osnowy CA₂, mimo obecności w tworzywie ziaren o wysokiej wartości a. Częściowo efekt ten zaznacza się w przebiegu krzywych na rysunku 3, w pełni ujawnia się on jednak w innym typie kompozytu, w którym składnikiem ziarnistym jest frakcja 0,09-0,5 mm syntetycznego cyrkonianu wapniowego CaZrOj (= CZ). Można to zjawisko określić jako tłumienie, we wczesnym okresie ogrzewania próbek, naturalnej, cechującej substancję CA₂, rozszerzalności osnowy. Dane ukazujące przybliżony zakres i wielkość efektu tłumienia we wspomnianej serii kompozytów przedstawiono na rysunku 4, dla skrajnych zakresów temperaturowych pomiaru a, w porównaniu z zachowaniem się tworzyw zawierających drobno zmielony cyrko-nian. Dane te uzupełnia tabela 1, w której uwzględniono zarówno opisywane dotychczas tworzywa z udziałem składników ziarnistych współtrwałych z CA₂, jak i nowy kompozyt zawierający klinkier magnezjowy frakcji 0,2-1,0 mm. Tabela ukazuje różnice pomiędzy poziomem wartości a odpowiadającym danej temperaturze pomiaru dla CA₂, a oznaczonymi wartościami a dla próbek kompozytów wykazujących „efekt tłumienia”.

Rys. 4. Krzywe ukazujące średnie współczynniki rozszerzalności cieplnej a próbek kompozytów CZ/CA₂ w dwóch zakresach temperatur (linie ciągłe), w zależności od składu objętościowego. Linie dolne łamane: kompozyty „bimodalne”; linie górne ciągłe: kompozyty całkowicie drobnoziarniste wg [6]; linie górne kropkowane: zależności liniowe wg reguły mieszania

Można przypuszczać na podstawie dokonanych obserwacji, że opisany efekt ma swoje źródło w dużych różnicach

Ceramika - Materiały Ogniotrwałe nr 3/2000