3.3. Повзучість (крип)
Повзучістю називають незворотну пластичну деформацію матеріалу при високій температурі під дією напружень, менших границі міцності. Повзучість оцінюють швидкістю деформації в період встановленої повзучості (Е1-Е2) або величиною деформації за певний період часу. Для вогнетривких матеріалів повзучість визначають при високих температурах (1500-1800 оС) і порівняно невисоких напруженнях (1-10 Н/мм2).
Рис. 3. Залежність деформації від часу при нагріванні і напруженні:
Е0 - границя текучості; Е0-Е1 - невстановлена перша повзучість; Е1-Е2 - встановлена друга повзучість; Е2-Е - короткочасна третя повзучість (руйнування).
Повзучість чисто кристалічних тіл полягає в тому, що потік атомів рухається від границь зерна, яке піддається стискаючим напруженням до границь зерен які знаходяться в умовах розтягуючих напружень. При цьому повзучість здійснюється в основному за рахунок дифузійних процесів, що обумовлює пряму залежність швидкості повзучості від наявності дефектів в ґратці основних кристалічних фаз. До таких дефектів відносяться відхилення від стехіометрії, домішки, термічно рівноважні вакансії та ін.
Для полікристалічних вогнетривких матеріалів, що містять склоподібну фазу характерна повзучість пов’язана з в’язкою текучістю по границі зерен. Із збільшенням розмірів кристалів, за рахунок зменшення протяжності границі зерен, швидкість повзучості зменшується. Наявність легкотопких домішок, які концентруються на границях зерен, навпаки, викликає різке збільшення швидкості повзучості.
Наявність в матеріалі пор збільшує швидкість повзучості, що пов'язано із збільшенням дійсного напруження на безпористий переріз зразка.
Величину швидкості повзучості можна визначати при всіх видах напруженого стану (розтяг, згин, зсув, стиск). На практиці повзучість визначають при деформації на згин. Проте складність методики визначення швидкості повзучості дещо обмежує її використання.
4. ТЕПЛОФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ
4.1. ТЕПЛОПРОВІДНІСТЬ
Теплопровідність це здатність проводити тепло і виражається кількістю тепла, яке проходить через стінку матеріалу площею 1 м2 товщиною 1 м за 1 год при різниці температур на протилежних поверхнях стінки 1 К (один градус Кельвіна).
В кристалічних матеріалах тепло передається пружними коливаннями ґратки. Кристали з складною будовою ґратки мають меншу теплопровідність. Так, теплопровідність муліту нижча, ніж в оксидів силіцію чи алюмінію. Кристалічна кераміка має більшу теплопровідність при низьких температурах, яка сильно понижується при нагріванні. При високих температурах (1500-1600 оС) теплопровідність кристалічних тіл дещо підвищується, що обумовлено збільшенням теплопередачі випромінюванням. Теплопровідність кераміки, яка містить склоподібну фазу, тверді розчини, домішки і т.д., при підвищенні температури монотонно зростає.
Вирішальний вплив на теплопровідність вогнетривів виявляє кількість і характер пор. Теплопровідність черепка з порівняно невеликою кількістю ізольованих пор (до 20-30%) близька до теплопровідності відповідної долі щільного тіла. При дуже високій пористості тверде тіло незначно впливає на теплопровідність матеріалу.
Так як теплопровідність знаходиться в прямій залежності від температури, то коефіцієнт теплопровідності приводять як середнє значення в певному температурному інтервалі.
Таблиця 1.