Evaluation of the mullite hypothesis in respect of electrotechnical porcelains

• Autorzy: Ranachowski P. , Rejmund F. , Ranachowski Z. , Pawełek A. , Piątkowski A. , Kudela Jr. S.

Identyfikatory

DOI

10.2478/amm-2013-0158

Warianty tytułu

PL

Ocena mulitowej teorii wzmocnienia w zastosowaniu do porcelan elektrotechnicznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the evaluation of the mullite hypothesis explaining the strength of porcelains. There was researched the influence of the mullite phase on the short- and long-term mechanical strength of electrotechnical porcelain of different types (C 110, C 112, C 120 and C 130). The total mullite phase content, the size and distribution of precipitates and dispersed single crystals in the glassy matrix were considered. Mechanoacoustic and microscopic techniques as well as ultrasonic testing were used during the investigation. The role of the mullite phase in the increase of strength and resistance to aging processes of electrical porcelain of various types was described. Mullite hypothesis is valid in reference to siliceous (C 110), cristobalite (C 112) and aluminous C 120 type materials of a typical raw components content and phase composition. In the case of modern strengthened C 120 and C 130 type aluminous materials advantageous are only dispersed fine mullite needles. The precipitates of mullite phase, especially of bigger size, are undesirable.

PL

W pracy przedstawiono ocenę teorii mulitowej wzmocnienia porcelany, w odniesieniu do tworzyw elektrotechnicznych. Przedmiotem badań był wpływ fazy mulitowej na krótko- i długotrwałą wytrzymałość mechaniczną elektroporoelan rodzaju C 110, C 112, C 120 oraz C 130. Rozpatrywana była sumaryczna zawartość fazy mulitowej. wielkość i rozłożenie jej wydzieleń oraz niezaglomeryzowanych kryształów w osnowie szklistej. W badaniach wykorzystano metodę mechanoakustyczną, techniki mikroskopowe (MO i SEM) oraz metodę ultradźwiękową. Przedstawiono rolę fazy mulitowej w podwyższeniu odporności na procesy starzeniowe porcelany elektrotechnicznej różnego rodzaju. Stwierdzono słuszność teorii mulitowej w przypadku tworzyw kwarcowych (C 110), krystobalitowych (C 112) oraz wysokoglinowych rodzaju C 120 o typowym - tradycyjnym składzie surowcowym i fazowym. W zastosowaniu do nowoczesnych, wzmocnionych tworzyw wysokoglinowych rodzaju C 120 oraz porcelan rodzaju C 130 korzystnie działają rozproszone w osnowie, niezaglomeryzowane igłowe kryształy mulitu. Wydzielenia mulitu, zwłaszcza o większych rozmiarach, są niepożądane.

Słowa kluczowe

EN

electrotechnical porcelain; porcelain degradation; acoustic emission (AE); microscopic analysis

PL

porcelana elektrotechniczna; degradacja porcelany; emisja akustyczna; analiza mikroskopowa

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 58, iss. 4
• Strony: 1177--1181
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys.

Twórcy

autor

Ranachowski P.

• Institute of Fundamental Technological Research PAS, 5B Pawińskiego Str., 02-106 Warszawa, Poland

autor

Rejmund F.

• Institute of Fundamental Technological Research PAS, 5B Pawińskiego Str., 02-106 Warszawa, Poland

autor

Ranachowski Z.

• Institute of Fundamental Technological Research PAS, 5B Pawińskiego Str., 02-106 Warszawa, Poland

autor

Pawełek A.

• Institute of Metallurgy and Materials Sciences PAS, 25 Reymonta Str., 30-059 Kraków, Poland

autor

Piątkowski A.

• Institute of Metallurgy and Materials Sciences PAS, 25 Reymonta Str., 30-059 Kraków, Poland

autor

Kudela Jr. S.

• Institute of Materials and Machine Mechanics SAS, Sk-831 02 Bratislava, 75 Racianska Str., Slovak Republic

Bibliografia

• [1] W. Carty, U. Senapati, Porcelain - Raw Materials, Processing, Phase Evolution and Mechanical Behavior, J. Am. Ceram. Soc. 81, 1, 3-20 (1998).
• [2] G. Stathis, A. Ekonomakou, C. J. Stournaras, C. Ftikos, Effect of firing conditions, filler grain size and quartz content on bending strength and physical properties of sanitaryware porcelain, J. Eur. Ceram. Soc. 24, 2357-2366 (2004).
• [3] J. Liebermann, Avoiding Quartz in Alumina Porcelain for High-Voltage Insulators, Am. Ceram. Soc. Bull. 80, 6-7, 37-48 (2001).
• [4] P. Ranachowski, F. Rejmund, M. Jaroszewski, K. Wieczorek, Study of structural degradation of ceramic material of insulators in long term operation, Archives of Metallurgy and Materials 54, 1, 205-216 (2009).
• [5] A. Zollner, Zur Frage der Chemischen und Physikalischen Natur der Porzellans, Sprechsaal 41, 471-473 (1908).
• [6] L. Mattyasovszky-Zsolnay, Mechanical Strength of Porcelain, J. Am. Ceram. Soc. 40, 299-306 (1957).
• [7] S. K. Khandelwal, R. L. Cook, Effect of alumina additions on crystalline constituents and fired properties of electrical porcelains, Am. Ceram. Soc. Bull. 49, 5, 522-526 (1970).
• [8] P. Ranachowski, F. Rejmund, Z. Ranachowski, A. Pawełek, A. Piątkowski, S. Kudela Jr., Materials Degradation Research on the Basis of Mechanoacoustic and Microscopic Methods, Arch. of Metallurgy and Materials 54, 4, 1035-1043 (2009).
• [9] P. Ranachowski, F. Rejmund, Z. Ranachowski, M. Jaroszewski, J. Pospieszna, K. Wieczorek, Acoustic Investigations of Long-rod Insulators and Their Material Properties, IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation 17, 1, 81-88 (2010).
• [10] P. Ranachowski, F. Rejmund, Z. Ranachowski, A. Pawełek, A. Piątkowski, S. Kudela Jr., Mechanoacoustic and Microscopic Study of Aluminous Porcelain Resistance to Structural Degradation, Arch. of Metallurgy and Materials 56, 4, 1227-1233 (2011).