• Что такое фактурная штукатурка
• Выбираем сухие строительные смеси
• Преимущества напряженного железобетона
• Что влияет на выбор кровельного материала
• В чем преимущество пробковых полов

твор и ее определения. На фильтре остаются неразложенные части. Такой анализ дает быстрый и верный метод для суждения о ценности глины для ее применения в огне->порных и керамич. изделиях. Чем больше содержание основного вещества глины и чем меньше ш.люффа и кварцевого песка, тем огнеупорнее глина. Отмученный каолин, по Зегеру, содержит 96,56% основного вещества глины, 2,3% кварцевого песка и 1,15% остатков полевого шпата. Кроме этих трех слагающих глины содерлеат еще и другие примеси, часто б. или м. случайные.

Цвет природных г.тин б. ч. серый, часто голубоватый и даже голубой, нередко черный, желтый и красный. Цвет глин обусловлен примешанными. в суспендированном виде примесями, но часто эти красители и растворены в глине. При прокаливании цвет глины изменяется, только белые иластич. глины и белый каолин сохраняют свою окраску. Зегер классифицирует глины по их -окраске, к-рая получается при обжиге, на четыре класса. 1) Глины, богатые основньш веществом и бедные железом (<1%), при обжиге остаются белыми или принимают едва заметную окраску (каолин, фаянсовые глины, трубчатые глины). 2) Глины, богатые глиноземом с примесью небольшого количества глин же с окисью железа. При обжиге они дают черепок слабожелтого до желто-телесного цвета; сюда можно отнести большинство огнеупорных пластич. глин, с содержанием 1-5% железа и 20-30% глинозема. 3) Глины, бедные глиноземом и богатые глинами, содержащими соли железа, в зависимости от Г обжига дают цвета от красного до черно-голубого. 4) Глины, со-дерясащие мало глинозема и много соединений железа и извести, с возрастанием t°, начиная с красного цвета, становятся все светлее , принимая нередко бело-желтую окраску; при температуре белого каления при плавлении дают илавни от яеелто-зеленого до черного цвета. Глины третьего и четвертого раздела к огнеупорным глинам отнесены быть не могут.

По способу подготовки материала и по переработке этого материала между О. г. и каолинами трудно провести границу; нельзя провести границу и по их химич. составу,можно только отметить, как это видно из прилагаемой ниже таблицы, что нас-тояице глины содержат сравнительно большое количество щелочей, извести, окиси лсе-леза и меньшее количество воды, чем на-стояпще каолины. Состав каолинов и их глин приведен в помещаемой ниже таблице.

Приводим названия различных глин: 1) Англии-сная China clay, 2) С.-Ирье, французская, 3) Саксонская, Зейлиц, 4) Китайская, 5) Глуховская (это-пять образцов каолина), 6) Бердянская, 7) Сибирская, 8) Глуховская чистый белый сухарь , 9) Глуховская мылепка , 10) Тульская, деревня Баздыровка, 11) Гжельская мыловка, 12) Сосновская, б. Екатв-ринославской губ., 13) Софиевская, б. Екатеринослав-ской губ., 14) Вычегодская, б. Олонецкой губ., 15) Челябинская, 16) Севрская смесь, 17) Китайская масса, кессельская мануфактура.

Для практич. применения глин наряду со знанием неорганич. состава глин важно знать органические коллоиды , к-рые в общем анализе дают потери при прокаливании. Эти потери не м. б. целиком отнесены за счет органич. части глин. Исходя из состава основного вещества глины А1аОз-2310.-2Н20 и структурной формулы

/\ о о

AIOH

0 о

1 I .он

)Si Si(

о

А1-0Н

при прокаливании можно ожидать и выделения конституционной воды. Действительно, работы, начатые еще Ле-Шатёлье и далее продолженные Соколовым, а в последнее времяУразовым и Володовецом,установили, как это видно из хода кривой повышения t° (см. Спр. ТЭ, т. III, стр. 201, 202), что гигроскопическая вода вьщеляется при 110- 105°. При 500-600° в ходе кривой имеется вторая остановка и она отмечает выделение конституционной воды. Интересно изменение кривой при 950-1 060°, которая соответствует экзотермич. превращению силикатов алюминия, саморазогреванию смеси и повышению Г на 130-150°. Описанное явление-общее для всех глин. По резкому изменению хода кривой можно судить о при-надлеяшости глин к жирным или к тошим.

Для О. г. необходима оценка следующих их свойств. 1) Огнеупорность, определяемая в муфельной печи с дутьем как t° полного ожижения глины. Низшим темп-рным пределом условно принимается 1 580° (SK № 26). 2) О. г. при высокой сравнительно t° часто начинают размягчаться гораздо нижеи. ., и поэтому для оиределения условий деформации изделия длительно выдерживают при высокой t°, при соответственной нагрузке; так, шамотные кирпичи теряют свою форму при 1 300° от нагрузки в 8,8 кг/см. 3) Изделия из огнеупорных глин часто применяются в процессах, протекающих при высокой f°, при к-рой нейтральные в обычных условиях соединения получают ясно выраженный кис-

Химический состав различных г л п it.

46,0 38,3

43,6

37,2 0,3

- 1 0,6 1,58] 2,6

- I 1,8 14,6 !l4,U

52,6 32,3

0,18 1,4

52,9

28,9 3,99 0,17 0,481 1,70

65,75 21,73 0,26 0,17

1,03 3,66

13,2 - -

- - - - 9,12 6,-24

лотный или щелочной характер, поэтому необходимо определять кислотность или щелочность глин. Глицы,богатые глиноземом- ще л очные,богатые кремнеземом-кислотные. 4) Постоянство объема изделий из О. г. заключается в том, что предмет, получивший окаменение объема от нагревания, по возвращении к первоначальной t° принимает и первичный объем. Глины, богатые глиноземом, уменьшают объем после нагревания, тогда как богатые кремнекислотой увеличивают первоначальный объем. Эти свойства учитьшаются в том случае, когда полное сохранение объема необходимо. 5) Изделия из О. г. должны быть устойчивы к резким переменам темп-ры. Как правило жирные глины более стойки, чем глины тощие и богатые кремнекислыми соединениями. 6) Особенно важно свойство сохранения крепости и плотности после многократных нагреваний. В нек-рых случаях при повторных нагреваниях наблюдается переход через максимальное значение крепости. Так, шамотный кирпич, выдерживавший нагрузку в 161 кг[см, после 19 нагреваний выдерживал 202 кг/см, но после последуюнщх 19 нагревов только 151 кг/см*. Кирпичи с большим содержанием кремневых соединений до нагрева вьщер-живали 190 кг/см, после 5 нагреваний- 163 кг/см и после 15 следуюпщх нагреваний-144 кг/см.

См. Спр. ТЭ, т. HI, стр. 196-204, 207- 208, а также Глина и Керамическое производство.

г Лит.: Щю бавин'Н. Н., Техническая химия, т. 2 и 3, М., 1899-1903; Пригоровский М., Огнеупорные глины. П., 1922; Земятченский П. А., Глины, их физич., химич. и технич. свойства, Труды Госуд. исслед. керамического ин-та , Москва, 1927, вып. 7; Гинзбург И. И., Глины огнеупорные, Годовой обзор минеральных ресурсов СССР за 1926/27 г., Ленинград, 1928 (имеется литература); В 1-S с h о f f C.Die feuerste Tone u. Rohstoffe, 4 АпП., Lpz., 1923. E. Рановский.

ОГНЕУПОРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ,строительные, тепло- и электроизоляционные твердые хемостойкие тела, применимость к-рых в технике высоких t° сохраняется без существенного нарушения главных функциональных свойств в областях высоких t° при наличии прочих неизбежных в данной слулбе О. м. условий. Высокая t°, как главный источник интенсивности всех энергетических процессов, тем самым служит наиболее важным деятелем при проведении всевозможных рабочих процессов в промышленности (общетехнических, металлургических, керамических, стеклодельных и т. д.), и потому условия, при к-рых возможно по.льзованиЬ этим деятелем, представляют предмет особого внимания техники. Однако именно основное требование, предъявляемое к О. м.,- участвовать в процессах, чрезвычайно ускоренных высокой темп-рой, ставит их самих под соответственно ускоренное воздействие различных разрушающих агентов химич. и физич. характера. Отсюда возникают большие трудности в подыскании и производстве О. м., разрушение которых происходило бы значительно труднее и значительно медленнее, чем некоторый рабочий процесс, требующий высокой темп-ры и следовательно отличающийся известной упорностью в отношении темп-ры. Конечно понятие об огне-

упорности не м. б. рассматриваемо оторван-но от других, кроме высокой t°, условий данного нроизводственного процесса, в котором данному О. м. предназначается нести свою службу. Сравнительно редко приходится говорить о чисто тепловой стойкости О. м., да и то лишь постольку, поскольку известное условие (например действие воздуха, тяжести и т. п.) можно считать подразумевающимся. Вообще же при обсул:дении О. м. необходимо учитывать и все поведенир;- данного материала при высокой t° в условиях предстоящей ему службы (тепловых, механических, химических, электрических), а также экономические показатели, к-рые при имеющемся массовом потреблении О. м., необходимости частой их смены и требуемой в большинстве случаев дешевизны конечного продукта процесса, должны считаться признаком весьма существенным. Как понятно уже из этого разнообразия условий службы О. м., число их весьма велико, а виды их- различны. Поэтому настоящая статья направлена не на систематическое изложение данных об О. м., а лишь на известную целевую координацию других статей ТЭ, говорящих об отдельных видах О. м.

Технические условия. Технические условия, предъявляемые к О. м., могут весьма различаться в зависимости от рода О. м. и от данного случая его применения. В основном от О. м. требуются: 1) t° размягчения не ниже определенного предела, причем во многих случаях желательно иметь этот предел возможно более высоким; 2) возможно ббльшая индиферентность в отношении химич. агентов вообще и достаточная индиферентность в отношении тех сред и веществ, с которыми данному О.м. предстоит соприкасаться в условиях его службы; 3) возможно ббльшая стойкость при колебаниях t°, а в известных случаях-стойкость и в отношении резких скачков t°; 4) газонепроницаемость или, наоборот, достаточная пористость; 5) значительная механич. прочность, причем во всех случаях желательна, а в некоторых необходима еще и стойкость в отношении ударов. В известных слаях кроме того требуются: 6) стойкость против постарения от перекристаллизовыва-ния, выгорания, внутренних реакций, электролиза ИТ. д.; 7) возможно ббльшая и.ли, наоборот, возможно меньшая теплопроводность; 8) возможно ббльшая или возможно меньшая теплоемкость; 9) возможно меньшая или возможно ббльшая электропроводность при рабочей t°.

Классификация О.м. В соответствии с многообразием признаков, технически характеризующих О.м., классификация последних может быть проводима по каждому из них и следовательно сама может быть весьма различна. Прежде всего естественно намечается деление по предельной t° применимости. Наиболее обычные t° рабочих процессов сопостав.лены в табл. 1.

Из нее видно, что сравнительно в немногих случаях эти Г превосходят 1 600°. Однако в отдельных производствах (например плавленого кварца) рабочие t° достигают 2 000 и выше. Так. обр., хотя понятие высокой Г, вообще говоря, и условно, но практичегки

Табл. I .-С водка данных о наивысших i°, достигаемых нри нормальных условиях работы.

Род установки

Отжигательные печи.........

Доменные печи:

У фурм ...............

у леточного отверстия .......

Регенераторы.............

топка ................

Латунноплавильиые печи......

Печи для прокалки боксита.....

,> )> магнезптм ....

Химические печи...........

Основание трубы...........

Коксовальные печи:

камеры................

регенераторы............

Конвертеры..............

Тигельные печи............

Отражательные печи..........1

Газовые реторты............t

Стекольные печи............1 1

Подовые печи

800-1 500

2 ООО 1 600 1 200

1 250

1 200

1 500

1 700 700-1 200 350-1 250

1 100

1 200

1 650

1 500 100-1 500 900-1 300

200-1 ;;оо

1 100 200-1 300 900-1 400

имеет смысл ограничить его промежутком от 1 ООО до 1 600°, тем более, что 1 600° отвечает t° размягчения некоторых практичесхш весьма важных О. м. Тела, размягчение которых происходит при i° выше 1 600°, однако ниже 1 800°, выделяются в особый класс. Этот второй предел 1 800° следует считать важным практически в связи с t° размягчения наиболее важных О. м.-чистого каолина (1 770°) и чистого кремнезема (1 685 ); тела, i° размягчения которых не ниже 1 800 , называются высокоогнеупорными. Классификация важнейших О. м, дана в табл. 2.

Табл. 2.-Сводка данных о t° j. и размягчения некоторых важнейших о. м.

В отношении тепловом возможны классификации О. м. ио теплоемкости, теплопроводности, стойкости в отношении тепловых скачков, качественного и количественного хода теплового расширения тел и др. Далее, может иметь значение характеристика по признаку электропроводности при высокой t°. В отношении химич. природы проводимых процессов необходимо таклсе считаться с де-

лением О. м. ио их составу. Самая главная классификация О. м. - ио химич. природе- состоит в распределении на вещества кислотного характера, вещества основного характера и вещества в большей или меньшей степени индиферентные (из последних большою индиферентностью отличается двуокись циркония, а также уголь и графит). В виду чрезвычайной ускоренностп различных процессов прп высокой t°, выбор О. м. для каждого данного случая должен производиться с вегьма большою осторожностью. Прежде B-f го при этом выборе могут руководить нек-рые общие соображения; наир. кислотные вещества, и в особенности силикаты, не должны приходить в соприкосновение с основными и с металлами весьма электроположительными; вещества основного характера не должны соприкасаться с к-тами и их ангидридами; вещества углистые д. б. отстраняемы от соприкосновения с веществами, сиособньши восстанов-ляться за счет окисления угля, и т. д. В смысле выбора поэтому во многих случаях особенно благоприятны О. м. индиферент-ного характера. Однако этих общих соображений в большинстве случаев недостаточно, т. к. кроме реакций, к-рые легко предвидеть, при высоких t° нередко возникают разные другие, менее известные, как напр. по-врелсдение платины действием углерода, повреждение нихрома при соприкосновении с асбестом, заранее непредвиденные образования эвтектич. сплавов, с соответственно пониженной точкой плавления, и т. д. Классификация О. м. по химическому составу может быгь представлена напр. схемой, приведенной в табл. 3.

Взаимоотношение свойств О. м. Трудность технологии О. м. состоит не столько в самых требованиях порознь, как В их со-вокуиности: свойства О. м. находятся в тесной связи мелоду собой и потому установление самостояте.тьной нормы для какдого из их свойств, как если бы они были независимы между собой, может оказаться содерлащим внутр^еннее противоречие. Так, исходные вещества, напр. окислы кремния, алюминия, магния, циркония и др., обладающие высокой огнеупорностью в чистом виде, трудно поддаются промышленной обработке и нулс-даются для таковой в известных смешениях; но в результате последних могут возникнуть эвтектические сплавы с соответственным снижением точки плавления. Далее, химическая индиферентность весьма редко обладает универсальным характером. Кроме того она весьма зависит от значения удельной реакционной поверхности Д1атериала; так, круп-нозернистость, ведущая к пористости, понижает хемостойкость и вместе с тем ведет к газо- и жидкостенроницаемости. Но в других отношениях, напр. для огнеупорности, крупнозернистость м. б. выгодна, и потому при выборе структуры материала приходится брать какой-то относительный оптимум. Стойкость в отношении резких перемен t° зависит от малости коэф-та теплового расширения, к-рый связан с химич. составом О. м. Так, наименьшим коэф-том расширения обладает переплавленный кварц и затем двуокись циркония, тогда как окиси магния и

Тао л. 3. - Химическая классификация О. м.

ФарФ>р

Алюмосилтгаты

Плавленый кварц

Двойная система АЬОз-ЗЮг:

Дюмортьерит 8 AloOs -ВаОз SiOj О.-Силлиманит AI2O3 SiOi.- Андалузит.-Кианит.-Муллит

Специальные массы:

Марквардтова масса.-Масса Е2 фарфоровой ф-ки в Гольденванге-ре.-Масса D3 Государств, фарфоровой ф-ки в Берлине.-Масса D4 той же ф-ки,-Газонепроницаемая дсасса Р57 Государств, фарфоровой ф-ки в Мейссене.-Газонепроницаемый пифагорейский фарфор фарфоровой ф-ки в Гольденвангере.-Газонепроницаемая и неактивная в отношении металлов масса экстра Р той же ф-ки

Чистые шамоты

Глиноземистые шамоты

Кварцевые шамоты

Динас

Прозрачное кварцевое стекло-витреозил Мутное кварцевое стекло Непрозрачный плавленый кварц

Магниесиликаты

Окись магния

Асбест Тальк

Искусственные двойные смеси MgO-SLOo Форстерит-ортосиликат магния MgaSiO

Обожженный магнезит (содержит кристаллы периклаза MgO), оливин, шпинель и феррит магния

Чистая магнезия

Окись алюминия

Расплавленный кристаллич. глинозе.м - диамантин, динамидон, \

алоксит, искусственный корунд j

Бокситовый кирпич i

Аморфный глинозем-алунд или электрорубин

Шпинель MgO-AlaOa

Двойная система Мд0-А1.>0з Газонепроницаемая искусств, шпинель Госуд. фарфоровой ф-ки

I в Берлине

ХромитоБЫй железняк

[ Чистый хромистый железняк ГеОСгзОз i Хромитово-каолиновые смеси

Двуокись циркония (ZrOa)

I Графит

2 Карборунд-карбид кремния

S е i (SiC)

я >

Нитрид бора (BN)

Жаростойкие металлы и сплавы

ОГНЕУПОРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Табл. 4.- С о п о с т а в л е н и е х а р а к т с р п f.i г признаков в а ж а е й ш и х О. м. О. м. Полоя.птельния сторона Отрицательная сторона

Специальные массы Шамоты

Кварцевый шамот Динас

Плавленый кварц Магпиесилдкаты *

Обожженный магнезит

Окись алюминия (алуид, диамантпп, дннлмидон, ялоксит, искусств. К0.РУНД, электрорубин) Шпинель (MgO-AUOs)

Хромистый железняк (FeO-СгаОз)

Двуокись циркония (ZrOa)

Карбид кремнря (SiC)

Нитрид бора -(BN)

Btcf.Ma значительная хпмнч. индиферентность,- стойкость в отношении резких перемен t°; хорошая пластичность необожженной фарфоровой массы; значительная газонепроницаемость цри f до 1 400

Высокая fjii,; некоторые массрл химически индиферентные в отношении металлов

Высокая огнеупорность; дешевизна; легкость выработки

Кислотостойкость; большая стойкость в отношении резких перемен f

Весьма большая кислотостойкость; дешевизна, легкость выработки

Полная нечувствительность к резким изменениям t°; прозрачность (у витре-озила), прозрачность для ультрафиолетовых лучей; газонепроницаемость; малая электропроводность; большая кислотоупорность

Волокнистость и упругость (асбест)

Высокая огнеупорность; стойкость в отношении веществ основного харак-Toija и в отношении большинства расплавленных металлов; хорошая теплопроводность щш весьма малой электропроводности

Химич. неактивность, очень высокая огнеупорность

Газонепроницаемость, особенно после позторных обжигов; высокая огнеупорность; сильно выраженные основные свойства

Высокая огнеупарность (SK Л 42 = 2 000°); чрезвычайпая химич. индиферентность

Чрезвычайно высокая нечувствительность ко все.м к-там, также нечувствительность к едким щелочам и п^елочным карбонатам и кремнекислоте; весьма высокая t°n.i,. (2 950-.3 000°); полная нечувствительность к изменениям t ; малая электропроводность при нагреве Наивысшая огнеупорность; значитель- ! пая теплопроводность j

Весь.ма высокая tj. (2 500°); индиферентность в отношении кре.мнезема при высокой 1°; большая прочность на сжатие

-З.члчительная электропроводность при высоких t ; малая теплопроводность

Иеобходи-мость в глазу 1)и для сообщения газонепроницаемости, причем глазурь вредно действует на термопары; большая электропроводность подобных масс

Недостаточная кислотостойкость; значи- тельная газо- и жидкостепроницаемость; сравнительно малая стойкость против колебаний f; постепенная разрушаемость окисью углерода; чувствительность к ЗЮг

Сравнительно малая огнеупорность; значительная жидкосте- и газопроницаемость

Большая пористость; чувствительность к основным шлакам, окисям металлов, золе, особенно к щелочам

Сравнительно низкий предел рабочей t° (1000°); перерождаемость при длительном нагреве из аморфного кремнезема в кристо-баллит; большая чувствительность к веществам основного характера; известная трудность технич. переработки

Разрушаемость длительным нагревом; химическая активность в отношении нихрома

Большая чувствительность к резшш изменениям (°; пористость

Большая чувствительность к колебаниям t , пористость

Растрескиваемость при охлаждении (впрочем устранимая тестом из той же массы)

Отсутствие пластичности у чистого материала, причем примесь каолина снижает тичку плавления

Трудность технич. переработки; появление трещин при обработке

Окисляемость графита р.ясплавленны.ми окисями; растворимость в железе; способность соединяться с кремнием (в глине'), что ведет к разрушению мат'ериала; большая электропроводность

Диссоциируемость при 2 000°; химич. активность уже при 1 000° в отношении основных окисей, шлаков, расплавленных металлов и паров воды; значительная цепа

Чрезвычайно высокая (> 3 000°); Испаряемость и диссоциация при сильнсм

весьма малая электропроводность при нагреве; чувстветельность к расплавленным высоки.х; i°; средняя устойчивость в \ карбонатам и к метал.лам при высоких t ; отношении кслебаний f ; малая газо- при 2 000° появляются карбиды бора; при t° проницаемость от 700° происходит энергичное взаимодей-

ствие с парами воды и с кислородом

* Недостаточно исследованы.

алюминия обладают коэф-том расширения значительным; в промежутке же стоят силикаты, алюмосиликаты и магниеалюмосилика-ты. Но члены указанного ряда О. м. характеризуются разнородной хемостойкостью, и потому изменение стойкости в отношении температурных скачков связано с изменением значения и характера хемостойкости. Механич. свойства, тепло- и электропроводность тоже связаны как с составом, так и со строением О. м. Таким образом при выборе О.м. необходимо учитывать сразу всю совокупность присущих ему свойств, но не брать их порознь. В табл. 4 сопоставлены нек-рые наиболее характерные положительные и отрицательные стороны важнейших О. м.

Тепловые имеханические свойств а О. м. Тепловые свойства представ.ляют у О. м. особую важность, поскольку непосредственно определяют их главную технич. функцию. На первом месте тут стоит тот температурный предел, до к-рого данный О. м. не утрачивает механич. свойств твердого тела. Этот предел не м. б. назван темп-рой плавления, поскольку О.м. свойственно постепенно переходить из твердого состояния к подвижно-жидкому через промежуточную область размягченности и вязкости. О степени размягченности принято судить по легкости, с к-рой данный О. м. деформируется под воздействием известного усилия и в частности-собственной тяжести. Другой признак размягченности-это округление острых ребер и вершин материала под стягивающим действием поверхностного натял^еиия. Что же касается определения t°, при которой происходит или не происходит данная деформация, то его производят либо одним из пирометров либо при помощи конусов Зегера (см. Зегеровские конуса). Необходимо однако отметить. что все определения обсуждаемого рода страдают внутренним и потому неустранимым недостатком, а именно зависимостью деформации, служащей мерою размягченности при данной темп-ре, от формы испытуемого тела, характера, значения и хода изменения во времени того усилия, рсоторымпроизводится деформация, так что определения эти д. б. признаны очень приблизительными и условными. Вместе с тем, вопрос о t° размягчения не м. б. рассматриваем обособленно от вопроса о механических свойствах О. м. В табл. 5 сопоставлены данные о разрушающих давлениях в зависимости от t° нагрева для наиболее ходовых О.м. Дж. В. Меллор дал для t° размягчения без механич. нагрузки (Со) и Г размягчения

при нагрузке связь вида: С^СоС , где к-числовая константа, зависящая от свойств примененной глины, способа производства изделий и т.п., а W-нагрузка; С , и Сц даются в конусах Зегера; если W дано в анг.л. фн. на дм. 2, то значение к в разных случаях содержится между 0,003 и 0,02. При другом способе испытания О. м. на размягчение нагрузка задается постоянная, и измеряют величину самой деформации материала, напр., по К.Энделю, высоту цилиндра после выдержки этого цилиндра под давлением. Эндель дает нагрузку 1 кг1см. На фиг. 1 даны кривые, выралсяющие обсуждаемую

Табл. 5.-3 а в и с и м о с ть давления, разрушающего различные виды огнеупорного кирпича, от t°.

зависимость у наиболее ходовых О. м., причем а относится к цилиндрам из огнеупорной глины, б-к магнезитовым, в-к кремнеземным, г-к угольным, к-рые, как это видно из кривых, одни только выдерживают t° свыше 1 675°; материалы цирконовые и нитридборовые однако тоже обладают большой стойкостью. Темп - ра размягче-

120013001400150016001700 С НИЯ различных О.М., Фиг. 1. как и вообще всех

смесей из взаимо-растворягощих компонентов, ниже, чем для тех же компонентов, взятых порознь, причем во многих случаях даже небольшое содержание примесей резко снижает t° размягчения. На фиг. 2 дан ряд таких кривых, относящихся к наиболее обычным двойным смесям, причем на оси абсцисс первый ряд чисел (от 100 до 0) относится к содержанию в смеси первого из компонентов, а второй ряд чисел (от О до 100)-ко второму из компонентов. На оси ординат слева показана t° размягчения в конусах Зегера, а справа- та же t° размягчения, но выраженная в °С. Значение кривых таково; а-каолин и слюда, б-слюда и глинозем, в-огнеупорная глина и закись лселеза (FeO), г-каолин и магнезит, д-кремнезем и титановая к-та (TiOj), е-глинозем и титановая к-та, ж-каолин и титановая кислота, з-кварц и слюда, и- кремнезем и известь. На фиг. 3-5 показано действие, к-рое оказывают на огнеупорный кирпич те или другие примеси. Сплошные кривые (обозначенные буквами без индексов) относятся к ° размягчения, а пунктирные (обозначенные буквами с индексами)-к Кривые о и а' показывают зависимость этих t° от содержания окиси железа (фиг. 3), кривые б и б' (фиг. 4)-зависимость тех же t° от содержания глинозема, кривые в я в' (фиг. 4)-зависимость их от содержания кремнезема, кривые гиг' (фиг, 5)-зависимость от содерлсания магнезита и кривые

д и д' (фиг. 5), выражающие зависимость от содержания извести.

*о rsso

% 35 Iii75 к,

§ 30 ms

25 0

IS 950

10 875

5 730

/нотомемт SO SO 70 вО 50 U0 30 го 10 до/о 2 О 10 20 30 ко 50 60 70 80 90 ЮОЩ)

фиг, 2-

Тройные смеси характеризуются кривыми плавкости в трилинейных координатах. На фиг, 6 даны изотермы размягчения для сме-

1700 1650

1550 /500

1350 I 1300 I 250 %1200 %f150-

ftoa

1050

о 2 и

onuch железа Фиг. 3.

сей нолевого щпата, кварца и каолина, а на фиг. 7-такие же изотермы плавкости для смесей магнезита, каолина и кварца; в том

и другом случае t выражены в номерах конусов Зегера. Выражение связи мелсд^ t°

2000

1900

woo

\.I7S0 1700

5 leso leoo

Xtsoo

I litSO S 1400

1350 ti

I/3(70 \l2S0 1200 1150

60 70 глинозви

Фиг. 4.

lOOO/i

размягчения тройных смесей и их составом м. б. достигаемо также при помопщ номо-

1800

1750

1700

М 1850 I

% 1вОО о

1550 I

1500 1US0

I 1350 и itu

S 1300

1250

ttso

магнезит

Фиг. 5.

граммы; так напр., для О. м. из кремнезема, глинозема и некоторого окисла согласие, ф-ле xRO-AIgOa-ySiOg имеется номограм-

маЛудвига (фиг. 8), связывающая значение коэф-тов X и у, дающих изотермич. составы, t° к-рых в конусах Зегера помещена в кружочке на изотерме. Симонис предложил для смесей из каолина (/е%), кварца (s%) и по-

Лсл шпат SlO

15/16 17 27 30/3} НВарц Фиг. 6.

левого шпата (/%) особый показатель огнеупорности (refractory index); если fc> , то

о

показатель огнеупорности = к-1 - f + 60,

..Каолин 31

>Иапц

Маенезит (МдСО)

Фиг. 7.

если же g > fc, то показатель огнеупорности = -/г-/4-60. Ряд значений показателя огнеупорности в номерах конусов Зегера приведен ниже в табл. 6.

Таб 6.- Соотношение пока.зателей огнеупорности и конусов Зегера.

Показатель огнеупорн.

Конус Зегера

17,5

22,6

33,7

39,2

44.6

57,6

14 15 16 17 18 19 20 26

1 410 1435 1 460 1 480

1 500 1 520 1 530 1 580

Пока.за-тель огнеупорн,

: Конус Зегера

65 72 80 89 102 114 127 141

27 28 29 30 31 32 33 34

1 610 1630 1 650 1 670 1 690 1 710 1 730 1750

Зависимость раздавливающего усилия от-температуры для ряда ходовых О.м. пред-

Q5 W 1,5 Z0 25 3.0 3.5 кО 45 5.0 5.5 6.0 65 Содержание Si Ог

Фиг. 8.

ставлена на фиг. 9. Кривая а относится к; силикатному кирпичу, б-к эвбейскому маг-

}800 1700 1в00 1600

1200

\iioo

S1000

еоо

ж

SO0 /ООО

Температура в С

Фиг. 9.

незитовому кирпичу, в-к штирийскому магнезитовому кирпичу, г-к белобоксито-вому кирпичу, д-к карборундовой смеси е-к хромитовому кирпичу и наконец ж- к огнеупорному кирпичу.

Вторым существенным тепловым свойством О. м. следует считать их теплоизоляционную способность, т. е. величину, обратную теилопроводности. Важность этойхарак-теристики понятна, так как О. м. в большинстве случаев должны не только выдерживать высокую t°, но и содействовать накоплению тепла. Если не считать огнеупорных металлов, обладающих весьма малой теплоизоляционной способностью, то у большинства прочих О. м. коэф. теплопроводности изменяется примерно в 10 раз. заключаясь в пределах ~ 0,002-0,02 cal см/см ск, °С. По возрастающему значению теплоизоляционной снособности наиболее часто употребительные О. м. располагаются в порядке: карборунд, графит, магнезия, твердый фарфор, огнеупорная земля, каменная посуда, ретортная масса, боксит, сосуды для плавки стекла, кремнезем, кизельгур. Числовые значения теплопроводности О. м. сопоставлены в табл. 7.

Табл. 7.-Ч исловые значения теплопроводности О. м.

Огнеупорный материал

Теплопроводность

f° нагрева

Огнеупорная земля . . .

Ретортная масса.....

Боксит ..........

Кремнезем........

Кизельгур........

Шамотный камень, / 53,3% 8Юг, 40,2% АЬОз \ Силикатный кирпич,f 96% SiOa I Силикатный кирпич (американский) ........

Огнеупорный кирпич . . Магнезит........

: ;:::::;{

Материал для стекло- I плавильных горшков )

Карборунд.......i

(рефракс). . Карборунд с глиноземом графит..........

Каменная посуда - {

Твердый фарфор .... Алундовый материал . .

Крпстолон........

Силлиманит .......

0,0042 0,0038 0,0031 0,0020 0,0018

0,0022 (0-100°) 0,0027 (0-1000°) 0,0028 (0-100°) 0,0031 (0-1 000°)

0,0020 0,0019 0,0065 0,0071

0,0089 (900°)

0,0140 (500°)

0,0187 (300°)

0,0025

0,0045

0,0145

0,0231

0,0275

0,0243

0,0185

0,0032

0,0040

0,0043

0,0083

0,0193

0,0043

1800 1 300 1 050 1 050 1 050

1250 1 300

1200 1 600 1050 1 300

1300 1050 1 300 1400 1250 1 188 1250

Теплопроводность О. м. зависит от двух факторов: от его состава и от строения, причем наличие пор ведет к улучшению теплоизоляционных свойств. Т. к. при повышении температуры обжига повышается плотность О. м., то тем самым повышается и их теплопроводность, причем возрастание теплопроводности почти пропорционально t° обжига. Т. о. механическая прочность при высо-К1ГХ t° и теплоизоляционные свойства антидромны между собою и следовательно в каждом случае д. б. подобраны какие-то средние оптимальные условия обжига. Исключение составляет лишь бокситовый кирпич, теплопроводность которого весьма мало зависит от степени обжига.

Третье тепловое свойство, которое молсет представлять существенный интерес нри выборе О. м. и различных расчетах, касающих-

СЯ его, это-теплоемкость О. м. Значение этой характеристики изменяется не только с химич. составом данного О. м., но я с t°, причем при возрастании t° теплоемкость воз-растает.Так напр по опытам Вильсона, Гольдкроф-та и Меллора, теплоемкость некоторого определенного сорта шамота

(из обожженной старбриджской глины) при нагревании ее до различных температур характеризуется данными;

НО.27 0.25

600 /ООО Н агреб

Фиг. 10.

/иОО^С:

1° нагрева

700 830 900

Теплоемкость 0,194

0,233 0,241 0,246

1° нагрева

1 ООО 1 100 1 150 1 300

Теплоемкость

(0,263) 0,255 0,261 0,264

Из графика фиг. 10 видно, что зависимость между теплоемкостью и t° нагрева-линейная (уд. теплоемкость = 0,193-f 0,00006<). Такие нее результаты и числовые значения найдены Гейном, Бауером и Ветцелем ири исследовании силикатного кирпича (в пи-

о 200 400 600 800 /ООО /200 /W0 /60DX-Фиг. 11.

тервале 0-200° теплоемкость 0,220, а В: интервале О-М 200° теплоемкость 0,267).

Четвертое тепловое свойство О. м. - их коэф. теплового расширения--особенно валено, как определяющее стойкость О. м. в отношении резких изменений Г. На фиг. 11 показан ход зависимости расширения от <° нек-рых кирпичей: бельгийских (а, б), французских (в), гер-

56 . 52

а

майских (з) и английских (()). Наиболее же замечательными свойствами в отношении теплового расширения обладает кварц, соответственный коэф. которого (/3) чрезвычайно мал; ход зависимости j8 остеклованного кварца от температуры показан, по Рендалю (Randall), на фиг. 12.

300 600 300 Фиг. 12.

Электрические свойства О. м. Весьма широко распространенное и быстро развивающееся применение в промьпплен-ности процессов электрических совместно с термическими (электрические печи, электронагревательные приборы, электро-хим. процессы при высоких температурах, зажигательные свечи в двигателях внутреннего сгора-

ла в.о

600500 Ш 300250 200 ISO °С

1.0 1.2 l.f 1.6 1.8 2.0 2.2 Zif/O НИЯ ИТ. Д.) СТаВИТ

Фиг. 13. исследователю во-

прос об электрич. свойствах О. м. при высоких Г, а технологии О. м.-разработку таких О.м., к-рые обладали бы при высокой темп-ре теми или другими электрич. характеристиками. Необходимо отметить, что исследование этого рода вопросов до сих пор поставлено весьма неполно, а требования на О. м. с достаточными электрич. характеристиками при высокой t° удовлетворяются очень слабо. Кроме малого внимания, уделявшегося до сих пор этого рода вопросам, такая неудовлетворительность требуемых от О. м. электрич. характеристик объясняется также и самою трудностью поставленной задачи. Все изоляционные материалы чрезвычайно быстро снижают свои изоляционные характеристики при иовышении t°, причем большинство изоляционных материалов уже при t° выше 100° отказывается нести свою функцию. На первом месте стоит электросопротивление О. м. С ростом Г проводимость быстро растет; например даже у специальных, более надежных, сортов фарфора-со скоростью около 2% на °С (проценты сложные), а при нагреве до 100°-примерно на 600%. Зависимость удельного электросопротивления Q ОТ Т° (абс. t°) для большинства материалов выражается функцией вида Ig е =

= а -\- Y (где а и Ь - константы вещества),

так что в полулогарифмич.-полугиперболич. координатах график зависимости представляется прямою. На фиг. 13 даны примеры 250 200 ISO too 50 подобных графиков

для нек-рых сортов стек.ла, по Баумей-стеру, причем линия а относится к кварцевому стеклу, б-к посудному стеклу, в - к стеклу дураке, г - к стеклу состава 11% NajO, 5% AlgOj, 12% В,Оз, 0,05% МПаОз, 71,95% SiOg. На фиг. 14 представлен в тех же координатах график подобной же зависимости для фарфора, по Вашу. Вместо приведенной выше формулы lgQ =

= a-f- можно ио.льзоваться праетнчески ей

равнозначащей, полученной интерполяцией опытных данных:

lo = g-ht,

где д и h - постоянные материала. Этою ф-лою пользуются, если ищется та предельная темп-ра. при к-рой уде.льное сопротивление материала падает до опреде.ленного

го г.и 28 Фиг. 1

1 г

2 3.6-10

значения, например до 1 5lQ-c.. При указанном значении удельного сопротивления

пред. ~ h

Различные сорта специального фарфора (з особенности для изоляции зажигательных свечей двигателей внутреннего сгорания) характеризуются значениями в 350-600°. натриевое стекло-темп-рою 350. стекло пирекс -380°, обож:кенная глина--свыше 500°, а переплав- р. ленный кварц-свы- jooo ше 850. Соответственные значения для слюд колеблются между 500 и 700°, а для стеатита и продуктов из него- между 400 и 700°. Вышеприведенная зависимость м. б. выражена также

в виде QAeH представляет следовательно частный случай известной в теории диэлектриков формулы Кепигсбергера. связывающей сопротивление R т. н. изменчивых проводников с их Т° соотношением:

Q (1 ±)

Л = До (1-fa; ±/5/2)е О'

где Q-тепло соединения электронов с одним грамм-атомом и.ли одною грамм-молекулою ионов при 0° К. В =1.98 (ft -при е), То-темп-ра, при к-рой взято сопротивление Rq, а и - эмпирнч. коэф-ты. Та Ж8 зависимость в более рацио-на.льном виде:

°С 200 Ш 600 800 1000 Фиг. 16.

здесь Cj,-уд. теплоемкость вещества при посте ЯННОМ объеме для соответствующей температуры. На фиг. 15 показан, по Соммерви-лю, вид тех лее самых зависимостей, но в декартовых координатах, для трех наиболее характерных материалов (а-стек.ло, б-фарфор, в-кварц). Как видно из этих кривых, типичных для подобного рода веществ, электросопротивление этих последних резко падает при повышении t°. Наконец на фиг. 16 показан, по Штифлеру, в зависимости от t°, ход электросопротивления, выраженного в % от электросопротивления соответственно тех же материалов при нек-рой определенной t°. Линия а относится к магнезии, причем за 100% принято сопротивление в 3-10*0 при 800°; линия б относится к асбесту, сопротивление которого при первом нагревании в 2-10 2 нри 300- 900° принято за 100%; наконец линии в относятся к силикату натрия, сопротивление к-рого при первом нагревании в 2,4-Ю^й при 385° принято за 100%. Удельное сопротив.ление Q некоторых материалов характеризуется следующими данными {Q имеет то же значение, что и в приведенной ф-ле).