வெப்பத்தடுப்புப் பொருட்களின் உயர் வெப்பநிலை செயல்திறனைத் தீர்மானிக்கும் நான்கு குறிகாட்டிகள்

வெப்பத்தைத் தாங்கும் பொருட்களைப் பயன்படுத்தும்போது, ​​அவை உயர் வெப்பநிலையில் (பொதுவாக 1000~1800 °C) இயற்பியல், வேதியியல், இயந்திரவியல் மற்றும் பிற விளைவுகளால் எளிதில் உருகி மென்மையடைகின்றன, அல்லது அரிப்பால் அரிக்கப்படுகின்றன, அல்லது விரிசல் ஏற்பட்டு சேதமடைகின்றன, இது செயல்பாட்டைத் தடைசெய்து, பொருளை அசுத்தப்படுத்துகிறது. எனவே, வெப்பத்தைத் தாங்கும் பொருளானது பல்வேறு இயக்க நிலைமைகளுக்கு ஏற்ப தன்னை மாற்றிக்கொள்ளும் பண்புகளைக் கொண்டிருக்க வேண்டும் என்பது அவசியமாகிறது. வெப்பத்தைத் தாங்கும் பொருட்களின் உயர் வெப்பநிலை செயல்திறனைத் தீர்மானிக்கும் 4 குறிகாட்டிகள் பின்வருமாறு:

(1) வெப்பத்தடுப்பு

உயர் வெப்பநிலையின் தாக்கத்தால் ஒரு பொருள் ஒரு குறிப்பிட்ட அளவிற்கு மென்மையாகும் வெப்பநிலையையே வெப்பத்தடுப்புத்தன்மை குறிக்கிறது, மேலும் இது உயர் வெப்பநிலையின் தாக்கத்திற்கு எதிரான பொருளின் செயல்திறனை விவரிக்கிறது. ஒரு பொருளை வெப்பத்தடுப்புப் பொருளாகப் பயன்படுத்த முடியுமா என்பதைத் தீர்மானிப்பதற்கான அடிப்படையாக வெப்பத்தடுப்புத்தன்மை விளங்குகிறது. 1500 ℃-க்கு மேல் வெப்பத்தடுப்புத்தன்மை கொண்ட கனிம, உலோகமல்லாத பொருட்கள் வெப்பத்தடுப்புப் பொருட்கள் என சர்வதேச தர நிர்ணய அமைப்பு குறிப்பிடுகிறது. இது பொருளின் உருகுநிலையிலிருந்து வேறுபட்டது மற்றும் பல்வேறு கனிமங்களால் ஆன பல்படி திடப்பொருட்களின் கலவையின் ஒரு விரிவான வெளிப்பாடாகும்.

பொருளின் வெப்பத்தடுப்புத் தன்மையை நிர்ணயிக்கும் மிக அடிப்படையான காரணி, அதன் வேதியியல் கனிமக் கலவை மற்றும் பரவல் ஆகும். பல்வேறு மாசுக் கூறுகள், குறிப்பாக வலுவான கரைப்பான் விளைவுகளைக் கொண்டவை, பொருளின் வெப்பத்தடுப்புத் தன்மையை வெகுவாகக் குறைக்கும். எனவே, மூலப்பொருட்களின் தூய்மையை உறுதிப்படுத்தவும் மேம்படுத்தவும் உற்பத்திச் செயல்பாட்டில் தகுந்த நடவடிக்கைகள் கருத்தில் கொள்ளப்பட வேண்டும்.

வெப்பத்தடுப்புத்திறன் என்பது ஒரு பொருளுக்குரிய முழுமையான இயற்பியல் அளவு அல்ல, மாறாக, குறிப்பிட்ட சோதனை நிலைமைகளின் கீழ் அளவிடப்படும்போது, ​​ஒரு பொருள் ஒரு குறிப்பிட்ட மென்மையாகும் அளவை அடையும்போது ஏற்படும் ஒரு சார்பு தொழில்நுட்பக் குறியீடாகும். சோதனைப் பொருளானது, பரிந்துரைக்கப்பட்ட முறையின்படி ஒரு துண்டிக்கப்பட்ட முக்கோணக் கூம்பாகவும் (சோதனைக் கூம்பு என அழைக்கப்படுகிறது), மற்றும் ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பமூட்டும் விகிதத்தில் நிலையான வளைவு வெப்பநிலையுடன் கூடிய ஒரு தரமான துண்டிக்கப்பட்ட முக்கோணக் கூம்பாகவும் (தரநிலைக் கூம்பு என அழைக்கப்படுகிறது) உருவாக்கப்படுகிறது. சோதனைக் கூம்பின் வளைவின் அளவை தரநிலைக் கூம்பின் வளைவின் அளவோடு ஒப்பிடுவதன் மூலம் வெப்பத்தடுப்புத்திறன் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. துண்டிக்கப்பட்ட முக்கோணக் கூம்பின் கீழ்ப்பகுதி ஒவ்வொரு பக்கத்திலும் 8 மிமீ நீளமும், மேல்பகுதி ஒவ்வொரு பக்கத்திலும் 2 மிமீ நீளமும், 30 மிமீ உயரமும் கொண்டது. அளவீட்டின் போது, ​​உயர் வெப்பநிலையில் கூம்பில் ஒரு திரவ நிலை தோன்றக்கூடும். வெப்பநிலை அதிகரிக்கும்போது, ​​திரவ நிலையின் அளவு அதிகரித்து, அதன் பாகுத்தன்மை குறைந்து, கூம்பு மென்மையாகிறது. மென்மையாதல் ஒரு குறிப்பிட்ட அளவை அடையும்போது, ​​கூம்பு அதன் சொந்த எடையின் காரணமாக படிப்படியாக வளைகிறது. சோதனைக் கூம்பு மற்றும் தரநிலைக் கூம்பு ஆகியவற்றின் உச்சிகள் சட்டகத்தைத் தொடும் வரை ஒரே நேரத்தில் வளைக்கப்படும்போது, ​​தரநிலைக் கூம்பில் கண்டறியப்பட்ட வளைவு வெப்பநிலையே சோதனைக் கூம்பின் வெப்பத்தடுப்புத் தன்மையாக ஏற்றுக்கொள்ளப்படும்.

சுமையின் கீழ் உள்ள வெப்பத்தடுப்புப் பொருளின் மென்மையாகும் புள்ளி அல்லது சுமையின் கீழ் உள்ள வெப்பத்தடுப்புப் பொருளின் உருமாற்ற வெப்பநிலை என்றும் அழைக்கப்படும் இது, நிலையான சுமையின் கீழ் உயர் வெப்பநிலை மற்றும் சுமையின் ஒருங்கிணைந்த செயல்பாட்டிற்கு வெப்பத்தடுப்புப் பொருள் காட்டும் எதிர்ப்பையோ அல்லது வெப்பத்தடுப்புப் பொருள் தெளிவான நெகிழ்வு உருமாற்றத்தை வெளிப்படுத்தும் வெப்பநிலை வரம்பையோ குறிக்கிறது. சுமையின் கீழ் உள்ள மென்மையாகும் வெப்பநிலையிலிருந்து வெப்பத்தடுப்புப் பொருளின் அதிகபட்சப் பயன்பாட்டு வெப்பநிலையை ஊகிக்க முடியும். சுமையின் கீழ் உள்ள மென்மையாகும் வெப்பநிலை, ஒரே மாதிரியான பயன்பாட்டுச் சூழ்நிலைகளில் வெப்பத்தடுப்புப் பொருளின் கட்டமைப்பு வலிமையைப் பிரதிபலிக்கிறது, மேலும் வெப்பத்தடுப்புப் பொருளின் அதிகபட்சப் பயன்பாட்டு வெப்பநிலையைத் தீர்மானிப்பதற்கான அடிப்படையாக இதைப் பயன்படுத்தலாம்.

சுமையின் கீழ் மென்மையாகும் வெப்பநிலையைத் தீர்மானிக்கும் முக்கிய காரணி, பொருளின் வேதியியல் கனிமக் கலவையாகும், இது பொருளின் உற்பத்தி செயல்முறையுடனும் நேரடியாகத் தொடர்புடையது. பொருளின் சின்டரிங் வெப்பநிலை, சுமையின் கீழ் மென்மையாகும் உருமாற்ற வெப்பநிலையில் பெரும் தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது. சின்டரிங் வெப்பநிலை பொருத்தமான முறையில் அதிகரிக்கப்பட்டால், நுண்துளைகள் குறைதல், படிகங்களின் வளர்ச்சி மற்றும் நல்ல பிணைப்பு ஆகியவற்றின் காரணமாக ஆரம்ப உருமாற்ற வெப்பநிலை அதிகரிக்கும். மூலப்பொருட்களின் தூய்மையை மேம்படுத்துவதும், குறைந்த உருகுநிலை அல்லது கரைப்பானின் உள்ளடக்கத்தைக் குறைப்பதும் சுமையின் கீழ் மென்மையாகும் உருமாற்ற வெப்பநிலையை அதிகரிக்கும். எடுத்துக்காட்டாக, களிமண் செங்கல்களில் உள்ள சோடியம் ஆக்சைடு மற்றும் சிலிக்கா செங்கல்களில் உள்ள அலுமினா ஆகியவை தீங்கு விளைவிக்கும் ஆக்சைடுகள் ஆகும்.

(3) அதிக வெப்பநிலையில் வெப்பத்தைத் தாங்கும் பொருட்களின் கன அளவு நிலைத்தன்மை

நீண்ட காலத்திற்கு உயர் வெப்பநிலையின் தாக்கத்தின் கீழ், வெப்பத்தைத் தாங்கும் பொருளானது கன அளவு விரிவாக்கத்தை அடைகிறது, இது எஞ்சிய விரிவாக்கம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. வெப்பத்தைத் தாங்கும் பொருளின் எஞ்சிய விரிவாக்கத்தின் (உருக்குலைவின்) அளவு, உயர் வெப்பநிலை கன அளவு நிலைத்தன்மையின் தரத்தைப் பிரதிபலிக்கிறது. எஞ்சிய உருக்குலைவு எவ்வளவு சிறியதாக இருக்கிறதோ, அவ்வளவு சிறந்த கன அளவு நிலைத்தன்மை; இதற்கு மாறாக, கன அளவு நிலைத்தன்மை எவ்வளவு மோசமாக இருக்கிறதோ, அவ்வளவு எளிதாகக் கட்டுமானத்தில் உருக்குலைவு அல்லது சேதம் ஏற்பட வாய்ப்புள்ளது.

பொருளின் தரத்தை மதிப்பிடுவதற்கான ஒரு முக்கியக் குறியீடான, அதன் உயர் வெப்பநிலை கன அளவு நிலைத்தன்மையைக் கண்டறிய, மறு எரிப்புக் கோட்டின் மாற்றம் பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

பெரும்பாலான வெப்பத்தடுப்புப் பொருட்கள் உயர் வெப்பநிலையின் தாக்கத்தால் சுருங்கும். மீண்டும் சூடுபடுத்தும்போது, ​​பெரும்பாலான வெப்பத்தடுப்புப் பொருட்கள் சுருங்குகின்றன. இதற்குக் காரணம், உயர் வெப்பநிலையில் பொருளால் உருவாக்கப்படும் திரவ நிலை, அதன் துளைகளை நிரப்புவதால் துகள்கள் மேலும் இறுக்கப்பட்டு இழுக்கப்படுகின்றன. மிக சமீபத்தில், மறுபடிகமாக்கல் நிகழ்ந்து, பொருளின் அடர்த்தியை மேலும் அதிகரிக்கிறது. மீண்டும் சூடுபடுத்தும்போது விரிவடையும் சில பொருட்களும் உள்ளன. எடுத்துக்காட்டாக, சிலிக்கா செங்கல் பயன்பாட்டின் போது ஏற்படும் பலபடிக உருமாற்றத்தால் விரிவடைகிறது. இதற்குக் காரணம், சிலிக்கா செங்கலில் உள்ள மாற்றப்படாத குவார்ட்ஸ், உயர் வெப்பநிலையில் தொடர்ந்து ட்ரைடிமைட் அல்லது குவார்ட்டாக உருமாற்றம் அடைவதே ஆகும். கன அளவில் விரிவடையும் குவார்ட்ஸ், சிலிக்கா செங்கல்களில் சுமார் 10% மாற்றப்படாத நிலையில் உள்ளது. பொருளின் மீண்டும் சூடுபடுத்தல் சுருக்கம் மற்றும் விரிவாக்கத்தைக் குறைக்க, சூடுபடுத்தும் வெப்பநிலையைத் தகுந்தவாறு அதிகரிப்பதும், சூடுபடுத்தும் நேரத்தை நீட்டிப்பதும் பயனுள்ளதாக இருக்கும். ஆனால் அது மிக அதிகமாக இருக்கக்கூடாது, இல்லையெனில் அது பொருளின் கட்டமைப்பில் கண்ணாடிப் படிமமாதலை ஏற்படுத்தி, வெப்ப அதிர்ச்சி நிலைத்தன்மையைக் குறைத்துவிடும். சூளையில் சுடும்போதும் பயன்படுத்தும்போதும் பொருளிலுள்ள குவார்ட்ஸ் துகள்கள் விரிவடைந்து, களிமண்ணின் சுருக்கத்தை ஈடுசெய்வதால், அரை-சிலிக்கா செங்கல்களின் கன அளவு மாற்றம் குறைவாக உள்ளது, மேலும் அவற்றில் சில சிறிதளவு விரிவடைந்துள்ளன.

(4) வெப்ப அதிர்ச்சி நிலைத்தன்மை

வெப்பத்தடுப்புப் பொருட்கள் சிதைவடையாமல், வெப்பநிலையில் ஏற்படும் விரைவான மாற்றங்களைத் தாங்கும் திறன், வெப்ப அதிர்ச்சி நிலைத்தன்மை என்று அழைக்கப்படுகிறது. இந்தப் பண்பு வெப்ப அதிர்ச்சி எதிர்ப்புத்திறன் அல்லது வெப்ப அதிர்ச்சித் தடுப்புத்திறன் என்றும் அறியப்படுகிறது.

ஒரு பொருளின் வெப்ப அதிர்ச்சி நிலைத்தன்மை குறியீட்டைப் பாதிக்கும் முக்கிய காரணி, அப்பொருளின் வெப்ப விரிவாக்கம், வெப்பக் கடத்துத்திறன் போன்ற இயற்பியல் பண்புகளாகும். பொதுவாக, ஒரு பொருளின் நேரியல் விரிவாக்க விகிதம் அதிகமாக இருந்தால், அதன் வெப்ப அதிர்ச்சி நிலைத்தன்மை மோசமாக இருக்கும்; பொருளின் வெப்பக் கடத்துத்திறன் அதிகமாக இருந்தால், அதன் வெப்ப அதிர்ச்சி நிலைத்தன்மை சிறப்பாக இருக்கும். மேலும், வெப்பத்தைத் தாங்கும் பொருளின் நுண்ணமைப்பு, துகள் கலவை மற்றும் வடிவம் ஆகிய அனைத்தும் வெப்ப அதிர்ச்சி நிலைத்தன்மையில் தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகின்றன.