Прочность керамических деталей

Литейные формы — изложницы, кокили, формы для непрерывного литья изготовляют из графитов марок МГ, МГ-1, ГМЗ, ППГ. Такие формы применяют для массового и крупносерийного производства отливок из марганцовистой стали, поршней, деталей насосов, колес для железнодорожных вагонов и многих других изделий несложной конфигурации. Литье в графитовых формах характеризуется более высокими техникоэкономическими показателями по сравнению с яитьем в песчаных и металлических формах повышенной прочностью, плотностью и чистотой поверхности отливок, поскольку заливаемый металл не приваривается к форме, а сама форма не смачивается шлаками. Поэтому возможно уменьшение величины припусков на механическую обработку. По сравнению с керамическими графитовые формы не нуждаются в термической обработке и обладают более высокой термической, химической, коррозионной стойкостью, а также в три раза меньшей массой при тех же размерах. Трудоемкость их изготовления также меньше, чем керамических. В зависимости от массы и конфигурации отливок графитовые формы выдерживают 300—500 заливок при производстве стального и чугунного литья. С учетом переточки формы (до 20 раз) число заливок достигает 6000—8000. При литье цветных и особенно алюминиевых сплавов число заливок еще выше. [c.252]

Какие же свойства сделали обычную керамику полезной при производстве кухонной утвари и кирпичей Конечно, среди них были такие характеристики, как прочность, жесткость, химическая устойчивость. Для будущих областей применения наиболее привлекательными свойствами керамических изделий являются их высокая точка плавления и устойчивость при высоких температурах. Они в некоторых случаях могут успешно заменять сталь. Например, по мнению специалистов, применение керамических деталей позволит дизельным двигателям и газовым турбинам работать при более высоких температурах. Такие высокотемпературные двигатели гораздо более эффективны, что даст возможность сэкономить массу горючего. [c.157]

В области конструкционного материаловедения тугоплавкие монокристаллы, в силу достаточно высокой термохимической и термомеханической прочности, получили применение в качестве сухих подшипников, кор-розионно стойких изделий, деталей насосов и др. Остановимся на одном из возможных направлений использования тугоплавких монокристаллов в конструкционном материаловедении — на проблеме двигателестроения. В настоящее время осуществляется попытка заменить металлические двигатели на керамические, поскольку последние коррозионностойки и не требуют принудительного охлаждения. Использование керамических двигателей, однако, сопряжено с достаточно высокими рабочими температурами, достигающими 800 1000 °С, а также с зависимостью этой температуры от климатических условий эксплуатации. [c.6]

Изготовители тонких пленок интересуются главным образом деталями поверхности субмикронного и микронного масштаба. Поэтому для оценки качества подложек широко используется профилографирование. Профили поверхности подложек из различных материалов приведены на рис. 7. Такие полированные монокристаллические пластины, как кремний или сапфир, и такие полированные стеклообразные материалы, как плавленый кварц, имеют однородные поверхности и дают гладкие профили (рис. 7, а). Вытянутые стекла и эмали имеют также гладкие поверхности (рис. 7,6), но на них встречаются неоднородности. Последние могут достигать 1000 А высоты и являются следствием процессов изготовления. Подложки из модифицированного боросиликатного стекла имеют тенденцию к волнистости из-за их высоких температур вытягивания и малых интервалов обработки однако отклонения от плоскости в них не превышают 12 мкм и поэтому не создают проблем. Спеченные керамические материалы, особенно окись алюминия, представляют большой интерес из-за их высоких механической прочности и теплопроводности. Профиль поверхности только что спеченной 96%-ной окиси алюминия показан на рис. 7, б. Такая шероховатость поверхности обычно неприемлема, так как превышает толщины большинства пленок. Полирование таких материалов не улучшает заметно поверхности, поскольку, по-видимому, невелико сцепление зерен, в результате чего при технологических операциях происходит их скалывание. Как показано на рис. 7, г, плоские гладкие плато в местах границ зерен сме- [c.510]

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]

Для достижения достаточной прочности сцепления никель-фосфорных покрытий с поверхностью керамических или кварцевых деталей желательно, чтобы эти детали имели шероховатую поверхность. [c.190]

Крепежные покрытия на проходных изоляторах, керамических и ситалловых установочных деталях и т. п. Здесь главным является прочность закрепления на основании при условии возможности пайки к слою, электропроводность в этом случае не играет роли. [c.8]

Требования к конструкционным материалам в химической технологии значительно отличаются от требований механической технологии. К материалам, применяемым для изготовления деталей машин, предназначенных для механической обработки материалов, предъявляются, главным образом, требования прочности, твер-,дости, упругости и вязкости, т. е. чисто механические свойства. Таким требованиям удовлетворяют, как правило, обычные черные металлы чугуны и стали. При конструировании аппаратов, предназначенных для проведения химических процессов, а также транспортировки и хранения сырья и продукции химической промышленности, основным требованием является также химическая стойкость материалов. Химическая стойкость материалов столь важна, что ради нее нередко пренебрегают сильным снижением механических свойств материала. Так, например, заменяют сталь менее прочным, нетвердым и неупругим свинцом или же пластической массой или, наконец, сравнительно хрупкими керамическими материалами. [c.232]

Ремонт оборудования из керамики производится с особой осторожностью. Поврежденные керамические детали, как правило, заменяют новыми. Допускается склеивание поврежденных деталей менее ответственного оборудования кислотостойкими клеями и замазками, обеспечивающими необходимую прочность и надежность соединения. [c.9]

Поврежденные керамические детали заменяют новыми. Допускается склеивание поврежденных деталей клеями и замазками, стойкими в данной среде и обеспечивающими достаточную прочность соединения. [c.4]

Находит применение и корундо-муллитовая керамика, обладающая высокой механической прочностью и хорошими электрическими свойствами, хотя содержание пластичных компонентов в ней составляет 53%. Основным назначением корундо-муллитовой керамики является изготовление крупногабаритных деталей, требующих высокой механической прочности. Так, например, этот материал можно применять для изготовления подвесных изоляторов больших размеров. Высокая пластичность материала по воляет производить из него крупногабаритные детали путем протяжки через мундштук. На рис. 5 показаны основные виды крупногабаритных керамических электроизоляторов. [c.27]

Для керамических деталей обычно не производят операцию травления, так как они всегда имеют шероховатость, достаточную для обеспечения прочности сцепления с покрытием. Подготовку их иоверхпостп, как правило, ограничивают обезжириванием в щелочных растворах и тщательной промывкой в теплой и холодной воде. [c.38]

Воски, смолы и замазки. Иногда для соединения небольших металлических, стеклянных или керамических деталей используются воски, имеющие относительно низкие температуры плавления и заметно не разлагающиеся при этих температурах. Одной из возможных причин, вынуждающих обращаться к этому способу, является опасность разрушения тонкостенных деталей при использовании более высоких температур, требуемых для получения постоянного соединения. Однако такие применения ограничиваются лишь теми участками системы, температура которых не поднимается значительно выше комнатной. Чаще, чем воски, для этих целей используются эпоксидные смолы, поскольку некоторые из них полиме-ризуются при комнатной температуре. После полимеризации они пригодны для работы в широком температурном интервале от температуры жидкого гелия и до 250° С [274]. Они имеют сравнительно низкое давление паров, а их скорости газовыделения при постоянном использовании постепенно уменьшаются. Предел прочности на разрыв соединений на основе эпоксидных смол лежит в интервале 1—5 кг/мм и возрастает, если полимеризация смолы производится при 150—200° С. Выше и ниже комнатной температуры прочность эпоксидных смол уменьшается до значений, зависящих от Т1 па смолы и цикла полимеризации. Разборка эпоксидного соединения— дoвo Iьнo трудное дело, для этого необходим прогрев по крайней мере до 150°С или продолжительная обработка в растворителях, таких как трихлор-этилен. Небольшие поры или отверстия в корпусах вакуумных камер могут быть заделаны с помощью клеев и лаков, используемых в виде жидкостей или аэрозолей. Однако это следует рассматривать как временную и в какой-то мёре рискованную меру. Эти замазки растворяются в тех же органических растворителях, которые обычно используются для промывки вакуумных деталей, поэтому течь может обнаружиться внезапно. Более того, вероятность их последующей заделки значительно уменьшается из-за неполного удаления остатков замазки. Таким образом, использование за- [c.268]

При конструировании аппаратов учитывается малая прочность керамических материалов на разрыв и.высокая прочность на сяатие. Чувствительность к толчкам и ударам не особенно проявляется в толстостенных изделиях. Нецелесообразно снабжать аппараты сильно выступающими керамическими штуцерами, фланцами и другими деталями. При их установке на больше емкости используют следующие конструктивные возможности скрутление переходов, устройство дополнительных ребер и т. п. [c.98]

При расчетах керамических изделий на прочность по формулам, принятым для стального оборудования, вместо коэффициента прочности сварного шва используют коэффициетт прочности клеевого шва для керамической детали — это шов, соединяющий части склеенной керамической детали. Следует различать три ввда неразъемных соединений керамических деталей шликерное, глазурное и клеевое. Первый ввд соеди- [c.212]

Материалы на основе перечисленных выше соединений обладают многими замечательными достоинствами малая относительная плотность, высокая прочность и твердость, жаростойкость, а для многих из них и практически неограниченная сырьевая база, поскольку углерод, азот, кислород и кремний являются наиболее распространенными элементами в природе. Хорошо известны и недостатки керамических изделий — хрупкость и сравнительно низкая ударная вязкость. Однако свойства этих изделий можно улучшить применением сверхчистых ультрадисперсных порошков, а также путем легирования и армирования волокнами из карбида кремния и оксида алюминия. Именно при разработке технологии изготовления деталей машин и механизмов, обрабатывающего инструмента, материалов и деталей, используемых в радиоэлектронике и медицине, встают проблемы исходных керамических материалов, получаемых при осуществлении химикометаллургических процессов синтеза, анализа, конверсии. Речь идет о химическом и фазовом составе оксидов, карбидов, боридов, нитридов, об их чистоте по примесям, а также о таких свойствах, как размер и форма частицы, удельная поверхность, насыпная масса и т. д. [c.324]

Формовочная смесь файберфракс представляет собой массу из керамических волокон и неорганического связующего, предназначенную для быстрого изготовления легких деталей с высокими термоизоляционными свойствами. Прочность связи материала достигается в процессе сушки. Готовые изделия имеют прочную жесткую поверхность и мягкую упругую сердцевину. [c.78]

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]

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]

При гидрофторировании двуокиси урана во вращающихся печах или в печах с механическим перемешиванием используются конструкционные материалы, легко поддающиеся механической обработке и обладающие достаточной прочностью при повышенных температурах. Твердые и хрупкие материалы, даже если они устмгчивы к газообразному фтористому водороду (керамические изделия из фтористого кальция, графит и другие), не всегда могут быть использованы для этих целей. Наличие в печах вращающихся деталей затрудняет герметизацию. [c.264]

Весьма перспективным представляется применение фосфатной связки для изготовления легковесных, теплоизоляционных огнеупоров. В этом случае реакция кислых фосфатных растворов с металлом может послужить источником газовыделения, обеспечивая пористую структуру. При введении в состав массы небольшого количества порошка алюминия и стабилизатора пены получается материал с объемным весом 1,2 и прочностью при изгибе 50 кгс/см . С заполнителем из гидроокиси алюминия такой пористый бетон весьма огнеупорен и может применяться в ответственных деталях самолетной и ракетной техники [47]. Предложен состав керамической >1ассы с таким же механизмом образования пористости, но изготовляемый на основе А1РО4. Эта легковесная керамика с объемным весом от 0,32 до 2,14 предназначается для теплозащиты электронных приборов в космическом полете и рассчитывается на кратковременные тепловые нагрузки [48]. [c.160]

К настоящему времени создано большое количество керамических материалов, в значительной степени удовлетворяющих приведенным требованиям. Все они обладают свойствами, больщинство из которых достаточно слабо зависит от температуры в диапазоне до 500 и даже до 1000°С, тогда как у стекол при таких температурах резко падает прочность и катастрофически растут элеюропроводность и диэлектрические потери. В результате температура обработки приборов с элементами из обычного стекла не превышает 450... 470°С, а приборов с деталями из тугоплавкого стекла - 550...600 С. В то же время температурная стабильность свойств керамических материалов не только допускает кратковременные высокотемпературные операции в процессе изготовления приборов, но и обеспечивает их длительную работоспособность при температурах до 1400...1600 С. А высокая механическая прочность керамики позволяет получать ее жесткие и механически прочные вакуумноплотные соединения с различными металлами и сплавами - медью, никелем, молибденом, вольфрамом, Фени и др. /54,59/. Существующие же сегодня технологические способы соединения металлов с керамикой гарантируют работоспособность металлокерамических узлов до температур 700... 1000 С и выше. [c.146]

Такие ценные свойства керамики, как практически универсальная коррозионная стойкость в различных химически активных средах, высокая плотность, удовлетворигельные прочность и термическая стойкость позволили химикам уже в XVIII—XIX вв. применять этот материал для изготовлшия различных химических сосудов, выпарных чаш, облицовочных деталей и др. Керамические материалы, в первую очередь кисло-тоупоры и фарфор, стали широко применять в производстве химического оборудования уже в начале XX в. [c.3]

В последние годы в нашей стране и за рубежом ведут научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по созданию новых керамических материалов с высокими прочностью, химической и термической стойкостью, предназначенных для изготовлетия деталей оборудо- [c.4]

К высокопрочной керамике относят материалы с пределом прочности при разрыве 200 МПа и более композиционные керамические и металлокерамические материалы, оксидную, нигрщщую, боридную и некоторые другие виды специальной керамики. Из-за сложности технологии изготовления и высокой стоимости деталей высокопрочную керамику ограниченно применяют в химическом машиностроении. Из нее изготовляют ответственные детали, работающие под воздействием больших механических нагрузок, высоких температур, резких температурных перепадов, в тяжелых коррозионных и эрозионных условиях (детали насосов, торцовых уплотнений, турбин, двигателей внутреннего сгорания, элементы металлообрабатывающих резцов и буровой техники, различные форсунки, распылигели, плавильные тигли и др,), [c.6]

Как указано, отечественные керамические насосы изготовляют из твердого фарфора, имеющего меньшие механическую прочность и термическую стойкость, чем некоторые отечественные материалы, приведенные в табл. 1. Макроструктура у фарфора более крупнозернистая и рыхлая, чем, например, у глиноземистой или стеатитовой керамики, что затрудняет получение обрабатываемых поверхностей фарфоровых деталей с малой шероховатостью. В связи с этим срок службы фарфорового колеса и втулки в 6—8 раз меньше по сравнению с фарфоровыми корпусом и крьппкой, которые при правильной эксплуатации работают 4—6 лет и более. [c.104]

Прочность и устойчивость керамического оборудования - основные показатели его надежности, поэтому изучение условий нагружения деталей и оборудования в целом должно быть основным правюю] конструирования этого оборудования. Необходимо стремиться, чтобы доминирующими были сжимающие нагрузки, при которых керамика работает хорошо. Например, не допускаются боковые промежуточные опоры (лапы), так как при этом нижняя (под опорами) часть колонны работает на растяжение. Опоры керамических аппаратов необходимо выполнять в самой нижней части, чтобы его стенки под нагрузкой работали на сжатие. [c.210]

В Японии в 1985 г. зарегистрированы патенты /6, 7 /, где ош1сан керамический волокнистый материал для двигателей. Как известно, тугоплавкие керамические волокна для изготовления деталей двигателя массового производства экономически невыгодны по причине высокой стоимости к малой прочности. [c.79]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология