Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych Nr 13

Instytutu Ceramiki
i Materiałów Budowlanych
Scientific Works
of Institute of Ceramics
and Building Materials
Nr 13
ISSN 1899-3230
Rok VI
Warszawa–Opole 2013
Teksty publikowane w „Pracach Instytutu Ceramiki i Materiałów
Budowlanych” poddawane są procedurze recenzyjnej
Na okładce zdjęcie z artykułu Michała Stachów
„Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych” ukazują siê w wersji
papierowej i elektronicznej (http://icimb.pl/opole/wydawnictwa).
Wersją pierwotną jest wersja papierowa
Opracowanie redakcyjne: Maria Szwed, Janina Drozdowska
Wydawnictwo Instytut Œląski Sp. z o.o., Opole, ul. Piastowska 17, tel. 77 4540 123
e-mail: [email protected]
Nakład: 130 egz. Objêtoœć: 5,50 ark. wyd., 6,75 ark. druk.
**(5."5&3*"}:0(/*0538"}&
1(3FGSBDUPSZ.BUFSJBMT
T e m a t: 3718/BS/2012
JERZY WOJSA
Badania nad technologią materiałów korundowo-chromowych
(21 s., 12 tab., 1 rys.), maszyn.: ICiMB, Oddział MO, Gliwice
Celem pracy była optymalizacja składów tworzyw z punktu widzenia ścieralności i odporności na wstrząsy cieplne, wyjaśnienie przyczyn eksplozyjnego
niszczenia wyrobów zawierających brązowy elektrokorund EB oraz próba znalezienia związku pomiędzy składem fazowym tworzyw a ścieralnością.
W wyniku wykonanych badań technologicznych opracowano receptury tworzyw
o odporności na wstrząsy cieplne w granicach 30 cykli chłodzenia i ogrzewania,
wyjaśniono przyczynę niszczenia wyrobów oraz stwierdzono, że na podstawie
uzyskanych wyników nie można sformułować wniosku o istnieniu związku pomiędzy składem fazowym tworzyw a ścieralnością. Rozwiązanie technologiczne
może być przedmiotem wdrożenia.
T e m a t: 3743/BT/2012
ANDRZEJ ŚLIWA, JERZY WITEK, IZABELA MAJCHROWICZ
Materiały do wyłożenia wieży wymienników ciepła w instalacjach pieców
cementowych
(15 s., 10 tab., 2 rys.), maszyn.: ICiMB, Oddział MO, Gliwice
Celem pracy było opracowanie składu betonu zawierającego związki cyrkonu
przeznaczonego do wyłożenia wieży wymienników ciepła w instalacjach pieców
cementowniczych, charakteryzującego się odpornością na działanie chlorków
alkalicznych oraz wysokiej temperatury w zakresie 1100–1250oC. Opracowano
skład przedmiotowego materiału oraz oceniono podstawowe właściwości. Wyniki
badań wykazały, że materiał charakteryzuje się dobrą odpornością na działanie
alkaliów oraz wytrzymałością na ściskanie pozwalającą na próbną zabudowę
materiału w wieży wymienników ciepła.
96
PRACE BADAWCZE
T e m a t: 3744/BT/2012
JERZY CZECHOWSKI, TERESA WALA, MARCIN PRZYBYŁA
Otrzymywanie kompozytów SiC-mullit i SiC-mullit-ZrO2 metodą spiekania
iskrowo-plazmowego (spark plasma sintering)
(25 s., 8 tab., 11 rys.), maszyn.: ICiMB, Oddział MO, Gliwice
Prowadzono badania nad możliwością otrzymywania zwartych kompozytów
Sic-mullit i SiC-mullit-ZrO2 o zawartości ziaren SiC w ilościach 50,75 i 95%
w procesie spiekania iskrowo-plazmowego (SPS). Stosowano SiC w postaci
ziaren o średnicy ok. 50 µm lub ok. 10 µm, a do syntezy mullitu w osnowie kompozytów użyto mikrokrzemionkę Elkem 975, proszek Al2O3 w gatunku
N0-115 lub surowce o wysokiej powierzchni rozwinięcia i wysokiej czystości aerozil i aerooxide AluCu. W przypadku kompozytów z udziałem ZrO2 surowcem
wyjściowym był zmielony ZrSiO4, którego rozkład i reakcja „in situ” z Al2O3
prowadziły do uzyskania osnowy mullit-ZrO2. Badano wpływ składu wyjściowego i warunków spiekania na zawartość kompozytów ocenianą ich porowatością i gęstością. W testowanych warunkach, przy maksymalizacji obciążenia
urządzenia, na którym wykonywano próby spiekania, nie uzyskano zwartych
spieków w przypadku stosowania proszków tlenkowych o wysokiej powierzchni
rozwinięcia, a także przy zawartości SiC 75 i 90%. Otrzymany zwarty kompozyt SiC-mullit (50/50%) o najkorzystniejszych własnościach charakteryzował
się gęstością pozorną 3,16 g/cm3, mikrotwardością HV50 = 18,33±3,67 GPa,
KIc = 3,83±0,25 MPa/m1/2 i rezystancją 900 Ω, natomiast kompozyt
SiC-mullit-ZrO2 (50/33/17%) miał gęstość pozorną 3,35 g/cm3, HV50 = 16,62±0,9
GPa, KIc = 4,13±0,35 MPa/m1/2 i rezystancją 12 500 Ω.
T e m a t: 3740/BT/2012
IZABELA MAJCHROWICZ, JÓZEF BARAŃSKI, ANDRZEJ ŚLIWA,
TAMARA MALINOWSKA, TERESA WALA
Materiały monolityczne dla potrzeb przemysłu metali nieżelaznych
(36 s., 15 tab., 26 rys.), maszyn.: ICiMB, Oddział MO, Gliwice
Celem pracy było opracowanie betonu ogniotrwałego odpornego na przyleganie
cynku i ołowiu, przeznaczonego na strop komory kondensatora w kompleksie
pieca szybowego do otrzymywania cynku i ołowiu. Skupiono się na doborze
materiału o odpowiednim składzie chemicznym w celu zminimalizowania reakcji betonu z metalami, oraz na zastosowaniu odpowiedniego uziarnienia, pozwa-
PRACE BADAWCZE
97
lającego uzyskać materiał o możliwie najniższej porowatości otwartej, w celu
wyeliminowania penetracji par metali.
Obliczenia termodynamiczne wykazały, że w warunkach pracy kondensatora
(700°C, atmosfera N2 + CO + CO2) z osnową betonów reaguje jedynie cynk.
Wyniki obliczeń termodynamicznych świadczą o tym, że optymalnym materiałem wymurówki kondensatora w piecu szybowym są glinokrzemianowe betony
ogniotrwałe. Badania nad doborem uziarnienia betonów, zapewniającym uzyskanie materiału o możliwie niskiej porowatości oparto o obliczenia wg równania
Andreassena. Badania korozyjne wykazały, że cynk oddziaływał w większym
stopniu na badane betony niż ołów. Z kolei beton korundowy był bardziej odporny na działanie par metali niż beton andaluzytowy. Badania te potwierdziły
wyniki obliczeń termodynamicznych.
T e m a t: 3729/Bl/2012
ANNA GERLE, BRONISŁAW PSIUK
Określenie wpływu przygotowania próbki na wynik badania wytrzymałości
na podstawie wartości modułu Weibulla
(33 s., 7 tab., 5 rys.), maszyn.: ICiMB, Oddział MO, Gliwice
Za pomocą badania szybkości przejścia ultradźwięków wyselekcjonowano partię
jednorodnych prostek szamotowych. Następnie z wybranych prostek przygotowano próbki do badania wytrzymałości na ściskanie i zginanie. W celu porównania wpływu przygotowania próbki na wynik badania próbki były przygotowywane różnymi sposobami i różnymi narzędziami. Przeprowadzono oznaczanie wytrzymałości na ściskanie zgodnie z normą PN-EN 993-5: 2001 oraz wytrzymałości na zginanie zgodnie z normą PN-EN 993-6: 1998. Dla uzyskanych wyników
wyznaczono, metodą największej wiarygodności, parametry dwu- i trójpunktowego rozkładu Weibulla, a na ich podstawie obliczono wartości oczekiwane
i pierwiastek z wariancji, które porównano ze średnimi arytmetycznymi i odchyleniami standardowymi. Za pomocą uzyskanych wartości modułu Weibulla oraz
statystyki pozycyjnej ułożono wykorzystane, w preparatyce próbek, narzędzia
od „najlepszego” do „najgorszego”.