يتم استخدام معظم منتجات ألياف السيراميك كمواد هندسية عند درجات حرارة عالية تزيد عن 1000 درجة، وتلعب مقاومتها للزحف دورًا مهيمنًا في القوة الهيكلية العالية الحرارة للفرن. ولذلك، فإن الأبحاث المتعلقة بالمواد المقاومة للحرارة منخفضة الزحف تحظى باهتمام متزايد.
يعتمد السلوك الميكانيكي عالي الحرارة للمواد المقاومة للحرارة من ألياف السيراميك بشكل أساسي على خصائص البنية المجهرية وعاملين رئيسيين: كمية ولزوجة المصفوفة الزجاجية (تأثير الزجاج)، وكذلك درجة وطريقة الاتصال أو الترابط بين البلورات (البلورة). تأثير). يشكل المحتوى المنخفض للطور الزجاجي، واللزوجة العالية، والدرجة العالية من الترابط بين الحبيبات بنية شبكة متداخلة مستمرة، مما يفضي إلى تحسين الخواص الميكانيكية ذات درجات الحرارة العالية.
نظرية زحف درجات الحرارة العالية
يشار إلى الزحف عادة باسم تشوه الزحف، وهو ما يعني أنه تحت الضغط الميكانيكي تحت نقطة الخضوع، تخضع المادة الصلبة للتدفق وانتقال الكتلة بمرور الوقت، في حين لا تتضرر سلامتها. يشير هذا التشوه إلى أن المادة لديها القدرة على مقاومة الأحمال الميكانيكية لفترة طويلة. منحنى الزحف هو منحنى يغير بشكل مستمر تشوه المادة بمرور الوقت تحت درجة حرارة عالية وحمل ثابت.
يمكن تقسيمها إلى ثلاث مراحل: (1) يحدث الانفعال العابر أثناء التحميل الأولي، ε معدل الزحف هو 0 d ε/ D t= ξ مرحلة التخفيض (المعروفة أيضًا بمرحلة التباطؤ أو زحف الهجرة) ; (2) مرحلة زحف الحالة المستقرة مع معدلات زحف دنيا وثابتة؛ (3) يزداد معدل الزحف بشكل حاد حتى مرحلة زيادة معدل الزحف قبل الفشل (المعروفة أيضًا بمرحلة الزحف المتسارع).
العوامل المؤثرة على مقاومة الزحف للألياف الخزفية
هناك العديد من العوامل التي تؤثر على زحف ألياف السيراميك عند ارتفاع درجة الحرارة، والعديد منها مترابطة. العوامل الرئيسية التي تؤثر على تشوه الزحف للألياف الخزفية هي كما يلي: ظروف العمل الخارجية، بما في ذلك درجة الحرارة، الحمل، الوقت، الغلاف الجوي (الأكسدة أو الاختزال)، جودة المادة، بما في ذلك تركيبها الكيميائي، التركيب المعدني (أحادي الطور أو متعدد الأطوار)، والبنية المجهرية. يحدد التركيب المعدني الكيميائي والبنية المجهرية لألياف السيراميك مدى مقاومتها للزحف.