Moduł Younga materiałów ogniotrwałych magnezjowo-chromitowych

• Autorzy: Wojsa J. , Podwórny J. , Suwak R.

Warianty tytułu

EN

Young’s modulus of magnesia-chrome refractories

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Moduł Younga jest stałą materiałową, niezbędną do obliczeń inżynieryjnych związanych z projektowaniem wyłożeń ogniotrwałych i eksploatacją urządzeń cieplnych. Obliczanie naprężeń cieplnych, wyznaczanie dopuszczalnych szybkości rozgrzewania obmurzy, czy kryterialna ocena odporności na wstrząsy cieplne ceramiki to przykłady problemów technicznych, do rozwiązania których niezbędna jest znajomość wartości modułu E, wyznaczanego zwykle metodami statycznymi lub dynamicznymi. Często w obliczeniach stosuje się wartości E uzyskane w temperaturze pokojowej. Powstaje problem: czy słuszne jest przyjmowanie jednej wartości modułu w obliczeniach dotyczących szerokiego zakresu temperatur, czy materiały o zbliżonym składzie chemicznym i fazowym istotnie różnią się wartościami modułu E oraz czy wszystkie odmiany stosowanych obecnie metod wyznaczania modułu dają równie wiarygodne wyniki. Niniejszy artykuł stanowi próbę odpowiedzi na postawione wyżej pytania. Wykonano kompleksowe badania 5. odmian wyrobów magnezjowo-chromitowych o zbliżonej zawartości Cr2O3, metodą rezonansową wyznaczono zależność modułu Younga od temperatury w zakresie 20-1000 °C, zaś metodą statyczną wyznaczono wartości E w temperaturach 450, 700, 950 i 1200 °C. Wyniki porównano z wartościami wyznaczonymi metodą rezonansową w 20 °C. Podsumowano wyniki uzyskane na obecnym etapie badań.

EN

Young’s modulus is the material constant necessary for engineering calculations related to design of refractory linings and operation of thermal units. Calculation of thermal stresses, determination of allowable heating rates of furnace linings or criterion-referenced assessment of ceramics’ resistance to thermal shocks are the examples of technical problems to be solved, requiring the knowledge of E modulus, which is usually determined by static or dynamic methods. In calculations the values of E modulus obtained at ambient temperature are frequently applied . This is where the problem arises: is it right to adopt one value of the modulus in calculations concerning a wide range of temperatures, do materials with a similar chemical and phase composition differ considerably in their E modulus values and do all the varieties of the currently applied methods for determining the modulus give equally reliable results? This article is an attempt to answer the above questions. Comprehensive investigations into 5 varieties of magnesia-chrome products having a similar content of Cr2O3 have been conducted, the dependence between Young’s modulus and temperature ranging from 20-1000 °C has been established, E values at 450 °C, 700 °C, 950 °C and 1200 °C have been determined by the static method. The results have been compared to the values determined by the resonance method at 20 °C. The results obtained at the current stage of research have been summarized.

Słowa kluczowe

PL

moduł Younga; materiały ogniotrwałe; materiały magnezjowo-chromitowe

EN

Young's modulus; refractories; magnesia-chrome materials

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2013
• Tom: T. 65, nr 2
• Strony: 151--155
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz.

Twórcy

autor

Wojsa J.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Oddział Materiałów Ogniotrwałych w Gliwicach, ul. Toszecka 99; 44-100 Gliwice

autor

Podwórny J.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Oddział Materiałów Ogniotrwałych w Gliwicach, ul. Toszecka 99; 44-100 Gliwice

autor

Suwak R.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Oddział Materiałów Ogniotrwałych w Gliwicach, ul. Toszecka 99; 44-100 Gliwice

Bibliografia

• [1] Wachtman, J.B.: Mechanical properties of ceramics, John Wiley and Sons Inc., 1966, 34-37.
• [2] Wachtman, J.B., Lam, D.G.: Young’s modulus of various refractory materials as a function of temperature, J. Am. Ceram. Soc., 42, 5, 1959, 254-260.
• [3] Bradt, R.C., Scott, A.N.: Elastic properties of refractories: their roles in characterization, Refractories Application and News, 12, 3, May/June 2007, 11-12.
• [4] Nakayama, J., Ishizuka, M.: Experimental evidence for thermal shock damage resistance, Am. Ceram. Soc. Bull., 45, 7, 1966, 666-669.
• [5] Chou, C.C., Cheng, J.L., Chen, K.J., Ko, Y.C.: Fracture energy and thermal stress resistance parameter of high alumina brick, Am. Ceram. Soc. Bull., 65, 7, 1986, 1042-1046.
• [6] Buchebner, G., Molinari, T., Rumpf, D.: Developing basic high-performance products for furnaces in the nonferrous metals industries, J. O. M., February 2000, 68-72.
• [7] Malkmus, P., Flessner, G.: Correlation – approaches of the hot E-modulus of castables with hot properties, Proceedings of UNITECR – 07’, Dresden, 502-504.
• [8] Podwórny, J., Wojsa, J., Pawluk, J., Piotrkowski, J.: Study on increased chemical reactivity of MgAl2O4, MgCr2O4 and MgFe2O4 spinels at elevated temperature; Proceedings of UNITECR - 07’, Dresden, 286-289.