rys 9

Zastosowanie porozymetrii rtęciowej do oceny wpływu wstrząsów cieplnych na zmiany teksturalne i rozkład wielkości porów w magnezjowo- -chromowych tworzywach ogniotrwałych

W materiale poddanym ochłodzeniu lub ogrzaniu mogą – bez przyłożenia zewnętrznych obciążeń – powstać naprężenia mechaniczne. Jeśli w określonym punkcie materiału naprężenia te przekroczą wartość krytyczną, wówczas mogą w tym punkcie powstać pęknięcia. Jeśli mogą się one rozprzestrzeniać, prowadzi to do dekohezji materiału. Ponieważ wiele materiałów ceramicznych stosowanych jako bariery cieplne lub wykładziny urządzeń ogniowych pracuje w warunkach sprzyjających powstawaniu naprężeń cieplnych, zagadnienie to ma istotne znaczenie praktyczne.

 

Problem niszczącego oddziaływania wstrząsów cieplnych na ceramikę ogniotrwałą jest niezwykle ważny. Skracają one czas eksploatacji materiału podnosząc jednocześnie koszty eksploatacji urządzeń. Poznanie i określenie zmian zachodzących w teksturze materiałów ogniotrwałych w wyniku oddziaływania wstrząsów cieplnych może stanowić istotną wskazówkę przy projektowaniu składów surowcowych nowych tworzyw ogniotrwałych, charakteryzujących się zwiększoną odpornością na szoki termiczne. Niezwykle użyteczną techniką badawczą, umożliwiającą precyzyjne stwierdzenie rodzaju i skali zmian zachodzących w teksturze materiału ceramicznego, jest porozymetria rtęciowa. Metoda porozymetrii rtęciowej wykorzystuje unikalne właściwości rtęci:

  • duża wartość kąta zwilżania w stosunku do większości ciał stałych, dlatego w kontakcie z materiałem porowatym samoistnie nie wnika w pory materiału,
  • bardzo mała zmienność kąta zwilżania w zależności od rodzaju materiału.

 

PEŁNA WERSJA ARTYKUŁU DO POBRANIA
mgr inż. Andrzej Śliwa
A SliwaAbsolwent Wydziału Inżynierii Środowiska i Energetyki Politechniki Śląskiej w Gliwicach. Aktualnie pracownik Zakładu Technologii w Oddziale Materiałów Ogniotrwałych ICIMB. Zajmuje się charakteryzacją materiałów metodą porozymetrii rtęciowej, badaniami związanymi z zastosowaniem aktywatorów do mielenia surowców mineralnych, zagospodarowaniem odpadów, opracowaniem metod zwiększania odporności korozyjnej tworzyw ogniotrwałych oraz określaniem stopnia narażenia pracowników na czynniki szkodliwe obecne na stanowiskach pracy.

 

Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie obsługi JavaScript.

 

STRESZCZENIE:
Metoda porozymetrii rtęciowej jest jedną z podstawowych technik pomiarowych dla przemysłu katalizatorów, węgli aktywnych i wielu innych. Istnieją również szerokie możliwości wykorzystania porozymetrii rtęciowej w obszarze badawczym związanym z projektowaniem, wytwarzaniem oraz wykorzystywaniem ceramiki, w szczególności ogniotrwałej. Celem artykułu jest przedstawienie jednego z możliwych przykładów rozwiązywania problemów
badawczych związanych z określeniem zmian teksturalnych w materiałach magnezjowo-chromitowych, które poddano oddziaływaniu wstrząsów cieplnych. Przeprowadzono analizy rozkładu wielkości porów sześciu materiałów magnezjowo-chromitowych charakteryzujących się zróżnicowaną odpornością na wstrząsy cieplne. Badania zrealizowano na pojedynczych próbkach poddanych oddziaływaniu pięciu i dziesięciu powietrznych wstrząsów cieplnych, a ich wyniki porównywano do wartości uzyskanych dla próbek wyjściowych. We wszystkich badanych próbkach stwierdzono, że wzrosła wartość mediany średnicy próbek poddanych oddziaływaniu wstrząsów cieplnych. Jednocześnie zauważono, że wystąpiły zmiany w rozkładzie wielkości porów, które można powiązać z odpornością materiałów na wstrząsy cieplne. W przypadku materiałów wykazujących podwyższoną odporność na wstrząsy cieplne stwierdzono zwiększenie ilości porów o rozmiarach 10-30 µm, podczas gdy w materiałach o niższej odporności na wstrząsy cieplne zwiększenie udziału porów dotyczyło porów o rozmiarach 30-90 µm. Z punktu widzenia przytoczonego przykładu, badania porozymetryczne należy uznać za niezwykle użyteczne do rozwiązywania problemów związanych z oddziaływaniem czynników niszczących oddziałujących na ceramikę ogniotrwałą.
SUMMARY Application of mercury porosimetry in evaluation of the infl uence of thermal shocks on changes in the texture and pore size distribution of magnesia-chrome refractory materials

The mercury porosimetry method is one of basic measuring techniques for the industry of catalysts, ceramics, active carbons and many others. There is also a wide range of possibilities of using mercury porosimetry in the research fi eld related to refractory ceramics design, production and application. The aim of the article is to present one of possible examples of solving research problems related to the determination of textural changes in magnesia-chrome materials subjected to thermal shocks. Analyses of the pore size distribution of 6 magnesiachrome materials characterised by different shock resistance were performed. The investigations were conducted on single samples subjected to 5 and 10 air thermal shocks and their results were compared to the values obtained for the original samples. It was found that in all the examined samples the median diameter of samples subjected to thermal shocks increased. At the same time changes in the pore size distribution were observed, which can be related to the materials’ resistance to thermal shocks. In the case of materials characterized by enhanced thermal shock resistance the number of 10-30 µm pores was increased, whereas in materials characterized by lower thermal shock resistance the increased number of pores was noted for the pore size of 30-90 µm. From the point of view of the quoted example, porosimetric tests should be considered very useful in the solving of research problems related to the effect of destructive factors on refractory ceramics.

Zapraszamy do składania zamówień na prenumeratę i numery archiwalne

ISSN 0039-8144

Informujemy, że w ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień przeglądarki oznacza, że akceptują Państwo otrzymywanie cookies. więcej informacji...