ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные свойства керамики из "Оборудование из керамики" Основные свойства керамического материала в значительной степени зависят от его структуры, представляющей собой сложную гетерогенную систему, состоящую из кристаллической, аморфной и газовой фаз. Микроструктура материала определяется фазовым составом, размерами, формой и количеством зерен кристаллов, их природой и распределением, природой и формой распределения аморфной фазы, количеством, размерами, формой и характером распределения пор. [c.4] Основной конструкционный материал — твердый фарфор — представляет собой стекловидную массу, в которой равномерно распределены игольчатые кристаллы муллита размером 10—40 мкм, зерна кварца размером до 25 мкм с оплавлением на глубину 2—5 мкм, закрытые поры обычно круглой формы диаметром до 10 мкм, а также небольшое количество зерен каолинита, кристобали-та и др. Цвет материала — белый. [c.4] Необрабатываемые поверхности фарфоровых деталей обычно покрывают глазурью — тояким (80—250 мкм) стекловидным слоем керамического материала, близкого по свойствам и составу к основному материалу. Гладкая пленка глазури значительно снижает коэффициент гидравлического сопротивления внутренних поверхностей деталей оборудования, повышает на 10—15% прочность материала, увеличивает плотность граничного слоя стенки детали, благодаря заполнению пор, микротрещин и других поверхностных дефектов и созданию поверхностной пленки, снижает возможность проникновения в структуру материала влаги, газа и микроорганизмов, улучшает товарный вид продукции. Фарфоровые детали покрывают глазурью белого или коричневого цвета. [c.4] Для изготовления крупногабаритных деталей оборудования (царг и тарелок колон , емкостей и др.) применяют дунитовую керамику. Цвет дуии-товой керамики — серый с различными оттенками, структура — более крупнозернистая, менее плотная и однородная, чем у твердого фарфора. [c.5] Для подготовки дунитовой массы применяют следующие сырьевые материалы часов-ярскую огнеупорную глийу (ТУ 14-8-162—75), соловьегорский сырой дунит (ТУ 14-8-169—75), щамот из ча-сов-ярской глины. Необрабатываемые поверхности деталей покрыты коричневой глазурью. [c.5] Основным свойством, определяющим пригодность керамического материала для изготовления деталей оборудования, является механическая прочность. В отличие от стали и чугуна, керамика, в пределах температуры эксплуатации оборудования, разрущается почти мгновенно при достижении предела прочности после небольшой упругой деформации. Пластическая деформация при этом практически отсутствует. Большая часть керамических материалов подчиняется закоиу Гука. Коэффициент Пуассона керамики находится в пределах i = 0,22— 0,25. [c.5] Один из недостатков керамики — хрупкость, т. е. плохая сопротивляемость ударным нагрузкам. Ударная вязкость керамических конструкционных материалов обычно находится в пределах 1 — 7 кДж/м. [c.5] Прочность керамических материалов зависит от многих факторов химического и фазового состава, дефектов структуры (микротрещип, примесей, дислокаций пор), различия температурных коэффициентов линейного расширения фаз, а также от влияния окружающей среды (температуры, влаги, химической активности), способа, скорости, длительности нагружения и др. Решающее влияние а прочность керамики оказывают микротрещины, особенно находящиеся на поверхности детали и являющиеся концентраторами напряжений (обычно разрушение детали начинается с трещины). [c.5] Из-за статической усталости даже при длительном хранении оборудования на складе его прочность снижается на 10—30%. При эксплуатации оборудования в агрессивной среде прочность керамики уменьшается в 1,5—3 раза в зависимости от времени эксплуатации, температуры среды и давления. [c.5] Прочность керамики заметно повышается при введении в ее структуру кристаллов материала с большим модулем упругости, чем в стекловидной (аморфной) фаэе. Особенно заметно повышается прочность материала (в 1,5—3 раза) цри введении в его структуру нитевидных кристаллов. [c.5] Увеличение толщины стенки материала снижает прочность, так как при этом повышается вероятность появления в стенке таких локальных концентраторов напряжений, как трещины, поры, системы пор, посторонние включения и др. [c.5] С повышением температуры прочность керамики снижается главным образом из-за ослабления межкристаллитных и межатомных связей в структуре материала. Так, при повышении температуры до 200° С прочность керамики снижается на 10%. При отрицательной температуре прочность сухих деталей незначительно повышается, а влажных — снижается. [c.6] Благодаря высокой твердости и удовлетворительной прочности керамические материалы хорошо сопротивляются пр(ще су истирания. Оборудование 1ИЗ керамики можно устанавливать в производствах, где наряду с коррозионным наблюдается усиленный эрозионный износ деталей, контактирующих с движущейся средой. Мелкозернистая (тонкая) и плотная керамика более износостойка, чем грубая, так как у нее межатомные и межкристал-литиые связи у поверхности сильнее, и частицы удерживаются прошее. [c.6] Пористость керамики — это степень заполнения ее объема порами. Одним из показателей, характеризующих пористость керамики, является водо-поглощение — свойство материала поглощать и удерживать воду открытыми порами. Водопогло-щение определяется по ГОСТ 473.3—81. [c.6] Большинство керамических материалов обладают высокой х мичес1кой стойкостью, однако, как видно из таблицы, в некоторых средах керамика недостаточно стойка. В кислых средах, за исключением высококонцентрированных горячих (выше 150° С) соляной (И фосфорной кислот, керамика значительно более стойка, чем в щелочных средах. [c.6] Высокая химическая стойкость керамики — ос-нов ное преимущество перед другими конструкционными материалами. [c.6] Вернуться к основной статье