Basic HTML Version
11
Keramický zpravodaj 28 (3) (2012)
E-modul kompozitní dvouvrstvé keramiky na bázi
systému Al
2
o
3
-ZrO
2
Ještě výraznější diskrepance mezi statickým a dynamic-
kým E-modulem než u žárobetonů byla pozorována napří-
klad u kompozitní dvouvrstvé keramiky na bázi Al
2
O
3
-ZrO
2
(tabulka 2). První vrstva tělesa byla vždy z Al
2
O
3
a druhá
vrstva z ATZ, popř. ZrO
2
. Dynamický E-modul kompozitu je
v zásadě v souladu s hodnotami uváděnými v literatuře pro
monolitickou keramiku (
E
Al2O3
= 380 GPa,
E
TZP
= 210 GPa,
E
ATZ
= 210 GPa,
E
ZTA
= 300-320 GPa), avšak statický E-mo-
dul stejných těles je řádově nižší a číselně spíše odpovídá
podstatně poddajnějším materiálů s heterogenní struktu-
rou, například tvořenou póry [7].
Závěr
Při aplikaci E-modulu na řešení technických problémů je
nutné vzít v úvahu časový průběh mechanického namáhá-
ní. Z uvedeného tedy pak vyplývá, že pro výpočet stabili-
ty vyzdívky lze použít spíše hodnoty E-modulu naměřené
statickými metodami. Též při výpočtu temperovací nebo
chladicí křivky jsou změny teploty poměrně pomalé a hodí
se tudíž spíše E-modul měřený statickými metodami.
Výsledky zjištěné dynamickými metodami se hodí spíše
při stanovení odolnosti proti náhlým změnám teploty, resp.
výpočtu koeficientů odpovídajících odolnosti proti náhlým
změnám teploty z vlastností žárovzdorných materiálů, ne-
boť tepelná napětí vznikají ve výrobku poměrně v krátkém
čase a nelze očekávat, že dojde v tomto případě k relaxaci
napětí.
Literatura
[1] Šašek L. a kol.: Laboratorní metody v oboru silikátů,
Státní nakladatelství technické literatury, Praha (1981)
[2] Paleček M.: Sklářské praktikum, Státní nakladatelství
technické literatury, Praha (1990)
[3] Impulse excitation technique. (cit. 8. březen 2012).
Wikipedia, The Free Encyclopedia.
[4] http://www.imce.net/ (cit. 8. březen 2012)
[5] RFDA HT 1600 manual, v. 1.3, Integrated material cont-
rol engineering n.v., Genk, Belgium
[6] ASTM E 1876, Standard Test Method for Dynamic
Young’s Modulus, Shear Modulus, and Poisson’s Ratio
by Impulse Excitation of Vibration
[7] Pabst W., Gregorová E., Tichá G., Týnová E.: Effective
elastic properties of alumina-zirconia composite cera-
mics: Part 4. Tensile modulus of porous alumina and
zirconia, Ceramics-Silikaty 48 (2004) 165-174
[8] Swarnakar A.K., Giménez S., Salehi S., Vleugels
J., Van der Biest O.: Recent Advances in Material
Characterization using the Impulse Excitation
Technique (IET), Key Engineering Materials 333 (2007)
235-238
[9] Tomšů F.: Termomechanické vlastnosti žárovzdorných
materiálů, Silikátová společnost, Praha (1999)
[10] Steinfeldová I.: Příprava funkčně gradientní keramiky
na bázi Al2O3-ZrO2, dizertační práce, VŠCHT, Praha
(2011)
[11] Schulle W., Tomšů F., Burkhardt K.: Evaluation of modu-
lus of elasticity of refractories, Proceeding UNITECR’99
[12] Schulle W., Tomšů F., Ulbricht J., Vu T.A.: Bewertung der
Temperaturwechselbeständikeit feuerfester Werkstoffe,
Keramische Zeitschrift 48 (1996), 792-799
Poděkování
Tato práce byla podpořena Grantovou agenturou ČR gran-
tem č. P108/10/1631 a byla součástí výzkumného záměru
MSM 6046137302, Příprava a výzkum funkčních materiálů
a materiálových technologií s využitím mikro- a nanosko-
pických metod.
Recenzent: Ing. Jaroslav Stoklasa Ph.D., CHEMCOMEX
Praha, a.s., e-mail:stoklasa@chemcomex.cz
Výrobek
E
[Gpa]
Šamotové stavivo (40 % Al
2
O
3
)
10-30
Vysocehlinité stavivo (60 % Al
2
O
3
)
20-50
Korundové stavivo s mullitovou vazbou
40-60
Korundové stavivo s mullitovou vazbou
dopované ZrO
2
20-30
Magneziové stavivo (88 % MgO)
80-120
Magneziové stavivo (98 % MgO)
80-120
Magneziochromité stavivo běžné
15-30
Magneziochromité stavivo s přímou vazbou 15-30
Obr.2
Teplotní závislost E-modulu korundového
žárobetonu [12]
Složení vzorku
[hm. %]
1. vrstva Al
2
O
3
/2.
vrstva Al
2
O
3
-ZrO
2
E-modul
statický
[Gpa]
E-modul
dynamický
[Gpa]
1
100 / 98-2
49,1
316
2
100 / 95-5
42,9
384
3
100 / 90-10
41,1
351
4
100 / 70-30
45,7
375
Tab. 1
E-modul žárovzdorných výrobků při 20
o
C (statická
a dynamická měření) [9]
Tab. 2
Srovnání E-modulu keramických těles na bázi
Al
2
O
3
-ZrO
2
měřených statickou a dynamickou metodou [10]
Uvedené hodnoty jsou průměrem z pěti zkušebních těles
Vzorek