Seo-friends.ru

Большая стройка
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Коэффициент линейного теплового расширения керамического кирпича

Коэффициент теплового расширения

Когда твердое тело и жидкость нагреваются, их температура повышается. Это приводит к тому, что в определенной мере увеличивается их объем при повышении температуры с каждым градусом. Свойство, которое характеризует отношение температуры и объема, называется коэффициентом расширения. У разных веществ коэффициент имеет разное значение, также может меняться у одного вещества в зависимости от того, какую оно имеет температуру. Принцип используется в работе термометров и других инструментов, используемых для измерения температуры.

Поразмышляем

Представьте, что перед вами расположен прямоугольный металлический лист с круглым отверстием посредине. Если металл нагреть, то кусок увеличится из-за теплового расширения. Но что будет с отверстием? Хорошо, давайте возьмем точно такой же лист без отверстия. Нарисуйте на нем круг. Что вы видите? Да, он стал больше. Поэтому и отверстие также увеличится.

С ростом температурного показателя объекты расширяются во всех направлениях. На чертежах видно, что сплошные линии и расширенные границы с пунктирами отмечают исходные границы тел. (а) – Площадь возрастает, потому что растут длина и ширина. (b) – Если убрать заслонку, отверстие увеличится с повышением температуры

Для чего нужен коэффициент?

Коэффициент теплового расширения описывает, как изменяется размер объекта, когда происходит повышение его температуры. В зависимости от конкретного использования, коэффициент расширения может быть линейный или объемный. Если тело твердое, требуется узнать изменение его длины или конкретной области, поэтому применяется коэффициент линейного расширения. Для жидкостей и газов используется только температурное расширение, коэффициент линейного теплового расширения для них не подходит, потому что приобретают форму емкости, в которой находятся.

Коэффициент объемного теплового расширения показывает, какое относительное изменение объема тела при постоянном давлении и изменении его температуры на 1 градус. Выражается формулой:

Коэффициент линейного теплового расширения показывает относительное изменение длины тела, когда происходит его нагревание.

Коэффициент линейного теплового расширения может иметь разные значения, если направления измерений будут разными.

Теоретически рассчитать коэффициент линейного объема можно, зная коэффициент объемного расширения (α V ≈ 3 α L).

При нагревании некоторых материалов происходит их сжатие, а не расширение. У них коэффициент расширения (линейный) будет иметь отрицательное значение, к примеру, вода (коэффициент расширения с отрицательным значением при температуре 0-3,984 °С).

В строительстве

Если при строительстве не учли тепловое расширение и изменение объема, площади и длины деталей и строительных конструкций, то перепады температуры могут привести к серьезным повреждениям дорог, железнодорожных путей, зданий, трубопроводов, ограждений, мостов и других строений. Это вызвано тем, что если для теплового расширения не предусмотрены зазоры, то при расширении и последующем сужении строительные материалы растрескиваются. Чаще всего это происходит с бетоном, металлами, стеклом и другими похожими материалами с низкой упругостью. Иногда вместо трещин материалы изгибаются — это чаще всего происходит с металлами.

В наиболее серьезных случаях, если стеклу некуда расширяться, оно может разлететься на куски от большого напряжения. Строительные конструкции из цемента от такого напряжения растрескиваются и постепенно разрушаются. Тротуары и дороги, а также железнодорожные пути чаще не растрескиваются, а изгибаются вверх или в стороны. Из-за такого нарушения формы путей и дорог нередко происходят автомобильные и железнодорожные аварии.

Решения

Тротуар с деформационными зазорами и швами

Существует несколько вариантов решения этой проблемы. Самое главное — изогнуть или уменьшить размер сплошных деталей и оставить между ними достаточно пространства для расширения. Чтобы уменьшить длину, объем или площадь деталей, их часто разрезают. Например, тротуар, особенно бетонный, не укладывают сплошной лентой, а разрезают примерно через каждый метр. Такие надрезы обычно называют деформационными зазорами

. Сделать их можно разными инструментами, например алмазной пилой. Между полученными плитами оставляют достаточно места для расширения, и нередко заливают эти зазоры упругим материалом, например силиконом.

Обвисшие линии электропередач. Это явление можно увидеть в теплую или жаркую погоду. Если линии электропередач сильно натянуть в теплую или жаркую погоду, то при похолодании они укоротятся и могут порваться.

Зазоры, залитые упругим материалом, или соединенные между собой другим способом, называют деформационными швами

. Такие швы обеспечивают расстояние между плитами и позволяют этим плитам двигаться. Их устанавливают на мостах, трубах, рельсах и дорогах, где их часто и можно увидеть при прогулке, или проезжая мимо. Кроме прямого назначения, деформационные швы также помогают уменьшить воздействие на конструкцию землетрясений или иной вибрации.

Конструкции с деформационными зазорами также нередко используют и в рамах для стекол и для других материалов с высоким коэффициентом теплового расширения. Внутри такой рамы достаточно места для расширения, чтобы стекло в жаркую погоду не рассыпалось из-за напряжения, а гибкие прокладки между рамой и стеклом обеспечивают герметизацию стыка.

Поддержание стабильной температуры — другое решение проблемы с расширением. На некоторые окна наклеивают пленку, чтобы уменьшить количество солнечного излучения, которое попадает на стекло. Такую тепловую защиту называют также тепловым отражающим барьером

. На эту пленку нередко наносят тонкий металлический слой, но обычно при этом часть солнечного излучения проходит через пленку, оставляя окно полупрозрачным. Пленка не только уменьшает вероятность того, что стекло треснет, но и помогает держать в помещении более низкую температуру. Это, в свою очередь, помогает экономить электроэнергию.

Закаленное стекло используют в архитектуре. Магазин Apple на 5-й Авеню в Нью-Йорке

Влияние теплового расширения на разные материалы

Хрупкие материалы

В приведенных выше примерах мы увидели, насколько важно оставлять пространство для расширения при работе с материалами с высоким коэффициентом теплового расширения. В некоторых случаях материалы бывают настолько хрупкими, что разрушаются при резком повышении температуры, даже если могут спокойно двигаться в окружающих их конструкциях. Обычно это происходит, если тело неравномерно нагревается или охлаждается. В этом случае объем также уменьшается или увеличивается неравномерно, и в результате вызванного этим напряжения тело растрескивается или разрушается. Так происходит, например, с изделиями из стекла и керамики.

Для предотвращения термического удара материалы иногда усиливают. При этом внутри них возникают напряжения, обратные деформирующей силе. В некоторых случаях помогают также постепенные нагрев или охлаждение — это позволяет хрупким материалам расширяться постепенно, с минимальным напряжением.

Читать еще:  Кирпич полнотелый м 200 технические характеристики

Крышка из закаленного стекла разбивается на мелкие осколки

Коэффициент теплового напряжения материала можно понизить методом комбинирования его с материалом с более низким коэффициентом. Кроме этого коэффициент можно изменить механически, в процессе производства — так делают при изготовлении закалённого стекла. Стекло нередко закаляют после того, как придали ему необходимую форму, иначе оно легко разрушается, если применить к нему силу, например при его резке. Это происходит вследствие возникновения распределенных механических напряжений по объему стеклянного предмета в процессе закалки стекла с помощью нагревания и охлаждения или во время химической обработки.

Для повышения безопасности задние и боковые стекла в автомобилях делают из закаленного стекла. Для еще большей безопасности лобовое стекло состоит из двух слоев закаленного стекла, приклеенных к пленке между ними. Если такое стекло разбить, то осколки остаются на пленке.

Примеры материалов, которые выдерживают высокие температуры и большие перепады температур — закаленные стекло и керамика. Чаще всего их обрабатывают так, чтобы взаимодействие сил по поверхности с силами внутри изделия ограничивало движение молекул с увеличением температуры, и тем самым предотвращало структурную нагрузку, которая обычно присутствует в необработанных стекле и керамике. Обработка бывает механической и химической. Закаленные стекло и керамика растрескиваются при температурах, намного выше температур для необработанных керамики и стекла. Закаленные материалы прочнее обычных, поэтому их нередко используют там, где материалы должны выдерживать большие нагрузки.

Если же закаленное стекло все-таки разбивается, то оно растрескивается на мелкие осколки, а не на большие, как бывает с обычным стеклом. Благодаря этому, закаленное стекло более безопасно и его используют там, где велика вероятность, что это стекло разобьется. Например, чтобы защитить водителя и пассажиров от травм большими осколками стекла в случае аварии, в автомобилях используют именно закаленное стекло.

У некоторых хрупких материалов очень интересные свойства. Хороший пример — изделие из стекла в форме капли, с длинным «хвостом», которое можно сделать, капнув расплавленное стекло в ведро холодной воды. Свойства такого стекла напоминают свойства закаленного стекла. Иногда стекло такой формы называют каплями Принца Руперта

. Во время охлаждения, наружный слой таких капель охлаждается намного быстрее, чем внутренняя часть, поэтому стекло сжато вовнутрь, то есть давление внутри намного больше, чем давление наружного слоя. В результате такая капля хранит большую потенциальную энергию. Благодаря такому распределению сил в капле, более широкая ее часть выдерживает большое напряжение, даже удар молотком. Хвост капли, наоборот, очень хрупок, и если его повредить, то вся капля разлетается на мелкие осколки. Это очень похоже на миниатюрный взрыв. Обычное закаленное стекло нельзя резать после обработки по аналогичным причинам. На сайте YouTube есть множество захватывающих видео взрыва капель Принца Руперта, записанных на высокой скорости 100 000 кадров в секунду и выше.

Применение и учет теплового расширения в быту и технике

Если два, соединенных вместе материала находятся в среде с высокими перепадами температуры, то большая разность коэффициентов теплового расширения может повредить один или оба материала — то есть эти материалы будут подвергнуты термическому удару

. Нередко в такой ситуации тепловое расширение вызывает ряд проблем, но в некоторых случаях, наоборот, удобно использовать материалы с разным коэффициентом теплового расширения. Хороший пример — термометры.

Термометры

В некоторых термометрах используют две соединенные между собой пластины с разным коэффициентом теплового расширения. Такую систему называют биметаллической пластиной. Длина пластин зависит от температуры, и они удлиняются или укорачиваются при повышении или понижении температуры. Разница в длине этих двух пластин соответствует разности температур, и термометр проградуирован соответственно. Биметаллическая пластина в термометре свернута в виде спирали, один конец которой закрепляется неподвижно, а другой, в виде стрелки, перемещается по шкале. При изменении температуры спираль раскручивается или скручивается.

Тепловое расширение используется также и в других термометрах. Жидкостные термометры состоят из емкости с жидкостью с высоким коэффициентом теплового расширения, например с ртутью или спиртом. К емкости прикреплена трубка, по которой жидкость поднимается при повышении температуры. Шкала проградуирована так, что высота, на которую поднимается жидкость, соответствует температуре.

По сравнению с ранними термометрами, конструкция современных термометров намного усовершенствована. Например, сегодня они показывают правильную температуру за несколько минут, в то время как ранним термометрам нужно было 20 минут и больше, чтобы прийти в равновесие с окружающей средой. На современных максимальных и минимальных термометрах, в отличие от нефиксирующих термометров, показания не меняются, пока их не сбросить вручную, например, встряхнув их, в случае со ртутными термометрами. Цифровые термометры также сохраняют минимальные и максимальные значения температуры в течение заданного периода времени.

В последнее время в интересах безопасности во многих странах постепенно заменяют домашние ртутные термометры спиртовыми. Это делается потому, что ртуть токсична, а уборка территории, загрязненной ртутью, если случайно разбить такой термометр, занимает много времени и дорого стоит, поэтому намного удобнее просто запретить ртутные термометры.

Лампа накаливания с электродами из ковара

Другие примеры

Ковар — пример материала с низким коэффициентом теплового расширения. Ковар — сплав никеля, кобальта и железа. Из него производят инструменты и детали, используемые в среде с высокими температурами. Благодаря низкой цене этого сплава и тому, что его тепловые свойства близки к свойствам боросиликатного стекла, его широко используют в лампах и электронных компонентах, например в электронно-лучевых и рентгеновских трубках, а также в магнетронах. Ковар обеспечивает механическое соединение между электрическими проводниками и стеклянной оболочкой электронных деталей.

Горячая запрессовка

Материалы с высоком коэффициентом теплового расширения удобно использовать в случае, если необходимо плотно надеть одну деталь на другую. Если детали, такие как трубы, нельзя соединить при обычной температуре, вставив одну в другую, то можно нагреть или охладить одну из труб, если она сделана из материала с высоким коэффициентом теплового расширения. При изменении температуры труба расширится или сузится и ее легко можно надеть сверху или вставить внутрь другой трубы. Этот процесс называется горячей запрессовкой

Читать еще:  Витебский кирпич цех 1 характеристики

. Нередко в этой ситуации используют металлы, так как обычно их коэффициент теплового расширения высок. Горячую запрессовку можно проводить и с другими материалами. Материал изделия, которое нагревают или охлаждают, должен иметь высокий коэффициент теплового расширения в любом случае, но другая деталь может быть из дерева и другого теплостойкого материала.

Строительные материалы: технические характеристики керамогранита и напольной настенной керамической плитки

С 1984 года в Европе действуют единые нормы EN. Они стали отправной точкой для производителей, потребителей, и ,в особенности, для лабораторий, отвечающих за контроль качества плитки, что дало возможность использовать в разных странах одинаковые методы и получать сопоставимые результаты. Разработка такого эффективного эталона, как европейские нормы, дала толчок дальнейшей работе над созданием единых норм на международном уровне, в которой приняли участие около 80 стран мира, являющихся крупными потребителями плитки сегодня или в будущем. Итогом их работы, которая нашла свое завершение, стала разработка единых норм производства керамической плитки — норм ISO, действующих в международных масштабах и постепенно заменяющих национальные нормы в разных странах.

Во многих случаях нормы ISO вобрали в себя без изменений европейские стандарты. В других случаях ставшие недостаточно эффективными методы определения качества были дополнены новыми методами для новых видов продукции, появившихся на рынке.

В нормах ISO даются определения, характеристики, методы испытаний, требования, критерии классификации и маркировки для продукции самого высокого качества — плиток высшего сорта. По своей сути нормы подразделяются на два вида: первый устанавливает методы испытаний, второй регламентирует требования к продукции.

СпецификацияПрименяемый стандартТребуемое значение
Размеры и внешний видEN 98соответствующие
ВодопоглощениеEN 99
ISO PROJECT 10545/3
3 %
> 0,5 %
Устойчивость к образованию разломовEN 100> 27 N/mm 2
Сопротивляемость царапинам *EN 101> 6 Моос
ИзносоустойчивостьEN 102205 mm 3
Коэффициент линейного термического расширенияEN 1039 × 10 -6 о С -1
Сопротивление термическим перепадамEN 104без изменения
Устойчивость к химическому воздействиюEN 106без изменения
МорозоустойчивостьEN 202без изменения
Устойчивость цветаDIN 51094устойчивые
Удельный весDIN 51057
Вес единицы объемаDIN 51065

Благодаря технологии производства керамический гранит является немарким материалом, и он легко поддается очистке. Наиболее высокими показателями по обеим характеристикам обладает керамогранит с матовой поверхностью, поэтому его рекомендуется выкладывать в местах, где требуется максимально возможная чистота пола. В подобные помещения рекомендуется выкладывать однотонный керамогранит, особенно светлых тонов, так как на нем более заметно любое загрязнение. Кроме того этот материал имеет очень высокую прочность к истиранию поверхности, что гарантирует длительный срок его службы.

Полуполированный и полированный керамогранит более капризен. Причиной тому, как раз и является обработка поверхности абразивными материалами. При этом получается великолепный «зеркальный» блеск, но нарушается структура микропор, снижается износостойкость и повышается влагопоглощение. Так же, как и полированный природный камень, этот керамогранит требует ухода: сразу после укладки его необходимо обработать специальными мастиками, создающими дополнительный защитный слой, и периодически эту процедуру повторять. В качестве настенного покрытия полированный керамогранит практически не имеет ограничений по использованию, а вот полы из него не стоит укладывать в местах, где они часто будут встречаться с песком и водой. В первом случае произойдет разрушение полировки, а во втором дело может закончиться травмами — при попадании воды на полированный керамогранит он становится почти таким же скользким, как обычный лёд.

Кроме того, керамический гранит превосходит по техническим показателям обычную керамическую плитку, что свидетельствует в пользу его долговечности.

Сравнение потребительских характеристик керамической плитки и керамогранита

Настенная плиткаНапольная плиткаКерамогранит
отечественнаяимпортнаяотечественнаяимпортнаяотечественныйимпортный
Толщина, мм6-76-78-117-107,5-127,5-11
Варианты размеров, мм200х300
250х350
250х400
200х500
98х98
и др.
200х250
250х450
338х338
250х333
305х305
и др.
200х300
201х201
302х302
402х402
502х502
и др.
200х200
315х315
450х450
150х150
330х330
и др.
300х300
400х400
200х200
300х600
600х600
и др.
150х600
300х1200
300х600
450х450
600х600
и др.
Водопоглощение, %3-186-103-103-60,05-0,10,05-0,01
Предел прочности на изгиб, кг/см240-300250-350360-380400-450470-550500-600
Поверхностная твердость по шкале МООСа (Mohs)3-53-73-53-75-86-8
Степень износостойкости P.E.I.1-42-53-43-5
Морозостойкость, число циклов при температуре от –5 °С до +5 °С25-10025-120100-300
Средние цены, руб. за 1 м 2150-500500-1000200-600700-1500400-80090-2500

ТАБЛИЦА КАЛИБРОВ

В 2009 году в действие были введено новое ТУ 5752-003-54044672-2009 (взамен ТУ 5752-001-54044672-2003 с изменением № 1) в соответствии с которым введена новая таблица калибров:

Калибры 300х300Калибры 600х600
0 — (294,2-295,4)0 – (592,5-594,1)
1 — (295,5-296,7)1 – (594,2-595,)
2 — (296,8-298,0)2 – (595,9-597,5)
3 — (298,1-299,3)3 – (597,6-599,2)
4 — (299,4-300,6)4 – (599,3-600,9)
5 — (300,7-301,9)5 – (601,0-602,6)
6 — (302,0-303,2)6 – (602,7-604,3)
7 — (303,3-304,5)7 – (604,4-606,0)

Добавлено: 7.09.2015 17:35:14

Еще статьи в рубрике Статьи про современные строительные материалы, применяемые при строительстве:

  • Кровля крыши профнастилом: допустимые нагрузки

Очень важно, чтобы нагрузки не были слишком бременем ддля профнастила. Кровля крыши профнастилом все еще очень популярна в России. .

Строительные материалы: плотность и теплопроводность основных типов строительных материалов.

Коэффициенты теплопроводности основных строительных материалов в размерности Вт/(м*К)=Вт/(м*С). Расширенная таблица. .

Строительные материалы: механические свойства.

Строительные материалы имеют такую характеристику, как механические свойства, которые полезно знать, чтобы сделать правильный выбор. .

    Минеральный утеплитель: минеральная вата. Характеристики.

    Минеральный утеплитель Минеральный утеплитель – минеральная вата является материалом, устойчивым к воздействию повышенных температур. Она сохраняет все свои химические и физические .

    Ремонт пола в квартире: технические характеристики пробковой плитки Robinson.

    Уют в Вашем доме или квартире невозможен без качественного пола. Виды полов и материалов для их настила великое множество. Как же .

    Керамогранит.

    Для облицовки пола в общественных помещениях следует использовать прочный, красивый и надежный материал, устойчивый к истираниям. Керамогранит соответствует вышеперечисленным требованиям. Керамогранит – .

    Значение словосочетания «коэффициент теплового расширения»

    • Коэффицие́нт теплово́го расшире́ния — физическая величина, характеризующая относительное изменение объёма или линейных размеров тела с увеличением температуры на 1 К при постоянном давлении. Имеет размерность обратной температуры. Различают коэффициенты объёмного и линейного расширения.

    Делаем Карту слов лучше вместе

    Привет! Меня зовут Лампобот, я компьютерная программа, которая помогает делать Карту слов. Я отлично умею считать, но пока плохо понимаю, как устроен ваш мир. Помоги мне разобраться!

    Спасибо! Я обязательно научусь отличать широко распространённые слова от узкоспециальных.

    Насколько понятно значение слова архиерейство (существительное):

    Ассоциации к слову «коэффициент&raquo

    Ассоциации к слову «тепловой&raquo
    Ассоциации к слову «расширение&raquo

    Синонимы к словосочетанию «коэффициент теплового расширения&raquo

    Предложения со словосочетанием «коэффициент теплового расширения&raquo

    • При закупке керамического нового красного кирпича следует учитывать, что его коэффициент теплового расширения может оказаться неподходящим для использования при повышенном температурном режиме.

    Сочетаемость слова «коэффициент&raquo

    • поправочный коэффициент
      районные коэффициенты
      весовые коэффициенты
    • коэффициент полезного действия
      коэффициент интеллекта
      коэффициент корреляции
    • значение коэффициента
      с учётом коэффициента
    • коэффициент составляет
    • применять специальный коэффициент
    • (полная таблица сочетаемости)

    Сочетаемость слова «тепловой&raquo

    • тепловой удар
      тепловая энергия
      тепловая обработка
    • тепловая смерть вселенной
      тепловая обработка продуктов
      с тепловыми головками самонаведения
    • отстреливать тепловые ловушки
      переходить в тепловую
      не получить тепловой удар
    • (полная таблица сочетаемости)

    Сочетаемость слова «расширение&raquo

    • варикозное расширение
      инфляционное расширение
      тепловое расширение
    • расширение сознания
      расширение вселенной
      расширение границ
    • процесс расширения
      возможность расширения
      в результате расширения
    • приводить к расширению
      требовать расширения
      стремиться к расширению
    • (полная таблица сочетаемости)

    Понятия со словосочетанием «коэффициент теплового расширения»

    Афоризмы русских писателей со словом «расширение&raquo

    • Лира издревле посвящена на сохранение дел народа, или, лучше, на расширение славы его.

    Отправить комментарий

    Дополнительно

    • Как правильно пишется слово «коэффициент»
    • Как правильно пишется слово «тепловой»
    • Как правильно пишется слово «расширение»
    • Разбор по составу слова «коэффициент» (морфемный разбор)
    • Разбор по составу слова «тепловой» (морфемный разбор)
    • Разбор по составу слова «расширение» (морфемный разбор)
    Предложения со словосочетанием «коэффициент теплового расширения&raquo

    При закупке керамического нового красного кирпича следует учитывать, что его коэффициент теплового расширения может оказаться неподходящим для использования при повышенном температурном режиме.

    Вставки, имеющие по сравнению с материалом поршня, меньший коэффициент теплового расширения, препятствуют расширению юбки поршня при нагревании.

    Именно под эту рабочую температуру, с учётом неизбежного коэффициента теплового расширения, изготавливаются все детали и подгоняются сочленения.

    Влияние структуры материала на тепловое расширение

    Эту зависимость следует рассмотреть в двух аспектах: на микроуровне (особенности строения решетки и анизотропия кристаллов) и на макроуровне (влияние состояния твердой фазы и наличия пористости).

    Тела кристаллической структуры имеют значительно более высокий коэффициент термического расширения, чем тела в аморфном состоянии. Так КТР кварца примерно в 20 раз выше КТР кварцевого стекла. У более сложных по составу минералов, например альбита, при переходе в стеклообразное состояние также несколько уменьшается значение КТР.

    Особенности строения кристаллической решетки сильно влияют на тепловое расширение кристаллических тел. У кристаллов с кубической решеткой тепловое расширение вдоль всех кристаллографических осей одинаково, и изменение их размеров при изменении температуры симметрично. Следовательно, коэффициент термического расширения, в данном случае линейный (a) оказывается у таких кристаллов одинаковым в любом направлении.

    У изотропных материалов средний коэффициент объемного термического расширения b в ограниченном интервале температур связан с коэффициентом линейного температурного расширения aи выражается соотношением

    У анизотропных кристаллов a различен вдоль разных кристаллографических осей, причем при более высоких температурах кристалл становится более симметричным. Другими словами, при повышении температуры кристалла уменьшается его анизотропия. Это связано с полиморфизмом, т.е. способностью кристалла при повышении температуры приобретать более устойчивую для этих условий форму. Особенно это отчетливо прослеживается при полиморфных превращениях кварца и диоксида циркония.

    Наиболее ярко выраженное анизотропное расширение наблюдается у веществ со слоистой кристаллической решеткой, у которых химические связи настолько сильно направлены, что расширения между слоями и в плоскости слоев отличаются более чем на порядок (табл. 4.5).

    Коэффициенты линейного температурного расширения некоторых анизотропных минералов

    У ярко выраженных анизотропных кристаллов коэффициент термического расширения a в одном из направлений может быть отрицательным, но в целом объеме он компенсируется поло-жительным, и тогда результирующий коэффициент объемного расширения b может быть очень низким. Такие материалы обладают очень высокой термостойкостью, т.е. способностью много-кратно выдерживать без разрушения структуры резкие колебания температуры. Таковы, например, кордиерит, титанат алюминия, алюмосиликаты лития и др.

    Фазовый состав и макроструктура материала оказывают существенное влияние на его коэффициент термического расширения. Последний, в свою очередь, при изменении температуры определяет напряженное состояние структуры и, как следствие, его прочностные характеристики.

    Реально на границе двух фаз с разными КТР при изменении температуры одновременно возникают два вида напряжений: сжимающие напряжения, действующие на фазу с высоким a, и растягивающие, действующие на другую на фазу с меньшим a. При напряжениях сверх некоторого критического значения появляются трещины. В поликристаллическом теле, имеющем множество подобных контактов, как правило, появляется множество мельчайших трещин, которые не концентрируют напряжения, а релаксируют их.

    Если поверхность контактов различных фаз велика и непрерывна, что имеет место в случае контакта керамического слоя с глазурью, трещины из-за разности коэффициентов термического расширения Da слоев не образуются, и релаксация не наступает. Тогда напряжения суммируются, и происходит отрыв слоев. Во избежание этого явления производят тщательный расчет и подбор a глазури по химическому составу с учетом a черепка.

    Пористость не влияет на a в случае, если непрерывной средой является твердая фаза. Если материал состоит из слабо связанных частиц, и непрерывной средой являются поры, то a в некоторой степени зависит от размера частиц и сил их сцепления и, следовательно, от величины пор.

    голоса
    Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector