Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Состояние вопроса и задачи исследований
1.1. Краткие сведения о футеровке тепловых агрегатов и требования предъявляемые к ней 9
1.2. Термостойкость некоторых неорганических армированных материалов 22
1.3. Ползучесть твердых тел 30
1.4. Длительная прочность твердых тел 36
1.5. Цели и задачи исследований 40
ГЛАВА II. Сырьевые материалы и методика исследований
2.1. Характеристика применяемых материалов 42
2.2. Технология изготовления образцов 49
2.3. Приборы, оборудование и методика исследований 51
2.4. Математическая обработка результатов 63
ГЛАВА III. Прочностные и деформационные свойства композитов
3.1. Оптимизация свойств композиционных материалов 67
3.2. Влияние дисперсности волокон и их содержания на прочность композитов 78
3.3. Прочность композиционных материалов при первом нагреве 97
3.4. Деформация композитов при высоких температурах 109 Вы в о ды 120
ГЛАВА ІV. Ползучесть и длительная прочность композитов
4.1. Влияние вида матрицы на ползучесть при первом нагреве 122
4.2. Влияние армирования на ползучесть шлаковолок-нистых композитов 133
4.3. Длительная прочность композитов 143
В ыв о ды 153
ГЛАВА V. Термостойкость композиционных материалов
5.1. Механизм термостойкости шлаковолокнистых материалов 155
5.2. Термостойкость композитов на основе глиноземистого цемента 165
5.3. Композиты на основе алюмокальциевого шлака 173
5.4. Термостойкость композитов на основе феррохромового шлака 179
Выводы 182
- Краткие сведения о футеровке тепловых агрегатов и требования предъявляемые к ней
- Характеристика применяемых материалов
- Оптимизация свойств композиционных материалов
- Влияние вида матрицы на ползучесть при первом нагреве
Введение к работе
Основными направлениями экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года утвержденными ХХУІ съездом КПСС, предусматривается увеличение производства строительных материалов на 17-19% в том числе и материалов для строительства объектов электроэнергетики, металлургии, химии
/ I /.
Общий объем капитальных вложений в народное хозяйство в I98I-I985 гг. составит 710-720 млрд.руб., что на 12-15% больше чем в X пятилетке. Темп развития народного хозяйства в условиях научно-технического прогресса вызывает быстрый рост потребности в сырье, материалах и топливно-энергетических ресурсах.
Ежегодно в нашей стране производится 126 млн.т цемента, 250 млн.м4- стекла, 51 млн.шт. условного кирпича, 90 млн.мс керамической плитки, 125 мл.м3 сборного железобетона, 10 млн.т асбоцементных изделий / 2 /, огнеупоров более 9 млн.т / 3 /.
В XI пятилетке предстоит выполнить большой объем работ по строительству и реконструкции мощных объектов энергетики, металлургии, машиностроения, химии и нефтехимии, и др.отраслей промышленности.
Ежегодно увеличивающиеся объемы капитальных вложений в развитие вышеприведенных отраслей страны, а также интенсификации их работы предопределяет возрастающие требования к производству различных видов огнеупорных и теплоизоляционных материалов, применяемых для возведения и ремонта агрегатов этих производств.
Увеличение производства огнеупорных и теплоизоляционных материалов идет по нескольким направлениям, одним из которых является использование отходов производства. При этом решаются две задачи:
5 снижение стоимости строительных материалов и создание безотходной технологии, что позволит сохранить чистоту водных и воздушных бассейнов, тысячи гектаров плодородных земель.
На предприятиях многих отраслей промышленности, в том числе черной металлургии, энергетической, химической, стекольной и др. имеется немало отходов производства, которые могут быть использованы в производстве строительных материалов без ухудшения качества, с значительным снижением материальных затрат. Причем применение ряда отходов производства позволяет снизить расходы топлива, электроэнергии и трудовых ресурсов при изготовлении строительных материалов и конструкций.
По данным / 4- / общие ресурсы неиспользуемых в настоящее время шлаков, золошлаков ТЭС и отходов углеобогащения превышают 90 мля.т в год. Использование отходов для производства строитель' ных материалов позволяет решить такую важную проблему, как освобождение сельскохозяйственных угодий из под отвалов и оздоровление окружающей среды.
По данным / 5 / стоимость I га отчуждаемой земли составляет в среднем 10 тыс.руб., в УССР 2 тыс.руб., в восточных районах РСФСР - 25 тыс.руб. Содержание отвалов обходится в среднем по I руб.13 коп. из расчета на каждый кубометр отходов, причем под отвалы используется около 100 тыс.га земельных угодий / 6 /.
В стране расходуется ежегодно более 10 млн.руб. на транспортировку и содержание отвалов. От замены строительных материалов строительными материалами из шлаков можно получить экономический эффект в народном хозяйстве более чем 0,5 млрд.руб. в год
Б связи с этим вопросам исследования применения отходов в производстве огнеупорных и теплоизоляционных материалов уделя-
ется большое внимание как у нас в стране, так и за рубежом.
Жаростойкие массы и бетоны, изготовленные на основе отходов промышленности, обладают также, как и огнеупоры некоторыми неблагоприятными физико-механическими свойствами: хрупкостью, низкой прочностью при растяжении и склонностью к разрушению под действием термического удара, а также значительной потерей прочности в интервале температур 200-300, 600-750С из-за дегидратации гидросиликатов и гидроалюминатов, составляющих основу безобжиговых материалов.
Исследованиями выполненными под руководством советских и зарубежных ученых / 8, 9, 10, II, 12, 13 / и др. доказана целесообразность дисперсного армирования неорганических вяжущих, приводящая к значительному повышению ударной прочности, прочности при растяжении, изгибе и т.д. В научных и строительных организациях ЛИСИ, МИСИ, Лен ЗНИИЭП, Главленстройматериалы, Главинжстроя, Глав-запстрой ведутся работы в области проектирования, разработки технологии и промышленного освоения выпуска армированных изделий.
Материалы для футеровки тепловых агрегатов, работающие при высоких температурах и резких ее колебаниях должны обладать высокой прочностью на растяжение, ударной вязкостью и прочностью на сжатие и изгиб. Армирование высокопрочными минеральными волокнами значительно повышает приведенные показатели и особенно увеличивает термостойкость, одну из наиболее важных характеристик огнеупоров / 14 /.
Особенность их армирования заключается в том, что структура указанных материалов должна иметь некоторую подвижность, позволяющую не разрушаясь изменять объем при резких колебаниях температуры. Армирование непрерывными волокнами создает жестко зафиксированную систему имеющую высокую прочность, но термостойкость
7 при этом снижается. Кроме этого технология изготовления композитов армированных непрерывными волокнами очень трудоемкая и в настоящее время не позволяет осуществить ее в промышленных масштабах.
Целью данной диссертационной работы является разработка армированных глиноземистыми и кварцевыми волокнами жаростойких масс на основе феррохромового шлака - отхода ферросплавного производства, отработанного алюмокальциевого (синтетического) шлака - отхода электросталеплавильного производства, жидкого стекла, электрокорундового шлама - отхода абразивной промышленности, а также исследование термостойкости и деформационных свойств в широком интервале температур-.
В работе приведен литературный обзор о футеровке тепловых агрегатов и требований предъявляемых к ней, термостойкости и деформационных свойствах жаростойких масс. Даны теоретические положения о возможности получения армированных жаростойких масс на отходах абразивного и электросталеплавильного производства и жидком стекле. Описывается характеристика применяемых материалов, приборов, приспособлений оборудования.
Изложена методика проведения экспериментов. Проведено планирование экспериментов с целью определения оптимального содержания глиноземистого и кварцевого волокна.
Проведены экспериментальные исследования:
I - прочностных и деформационных свойств композитов;
П - ползучести и длительной прочности композитов;
Ш - термостойкости композиционных материалов; ІУ - температуры деформации под нагрузкой;
У - прочности промежуточного слоя между волокном и матрицей; УІ - разработку технологии дробления и введения дискретных
8 волокон; УП - изучение микроструктуры и минералогического состава композитов.
Установлено, что минеральные волокна при дисперсном армировании значительно повышают термостойкость и снижают деформатив-ность жаростойких масс.
Б работе приведено технико-экономическое обоснование эффективности применения армированных минеральными волокнами жаростойких масс на отходах абразивной и сталеплавильной промышленности и жидком стекле.
Результаты исследования доложены и одобрены:
I. На ХШХ научно-технической конференции Днепропетровского инженерно-строительного института, 1982 г.
2.На республиканской конференции молодых ученых "Проблемы химической технологии, структурообразоваяие и свойства современных строительных материалов". 5-7 апреля 1983 г. в г.Киеве.
З.На Всесоюзной конференции "Повышение коррозионной стойкости железобетонных конструкций при морозной и сульфатной агрессии". 18-20 апреля 1984 г. в г.Челябинске.
4,На Всесоюзном семинаре "Качество и надежность в сейсмостойком строительстве". 4-8 мая 1984 г. в г.Батуми.
Диссертация выполнена в Днепропетровском инженерно-строительном институте на кафедре технологии бетонов и вяжущих,строительных материалов.
Руководитель - Член корреспондент АН УССР, доктор химических наук профессор Г.Д.Дибров.
Автор выражает большую благодарность заведующему кафедрой строительных материалов ДИСИ, кандидату технических наук, доценту Шпирько Н.В. за оказанную помощь при выполнении настоящей работы.
Краткие сведения о футеровке тепловых агрегатов и требования предъявляемые к ней
Возрастающие темпы развития всех отраслей народного хозяйства СССР обуславливают повышенный спрос на материалы: черные и цветные металлы, цемент, стекло, керамические изделия и т.д. Эти задачи могут быть решены путем ввода в строй новых производственных мощностей, внедрением в производство прогрессивной технологии, а также повышением производительности действующих тепловых агрегатов, основных средств производства приведенных отраслей промышленности.
Недостаточная продолжительность межремонтных кампаний тепловых агрегатов и частые простои приводят к значительным затратам труда и материалов, снижению производительности, повышению себестоимости продукции. Одной из причин остановки, увеличения времени ремонта, снижения производительности тепловых агрегатов является относительно малый срок службы футеровки, сложность и большие трудозатраты на замену.
В настоящее время футеровка тепловых агрегатов выполняется штучными огнеупорами, жаростойкими материалами и бетонами. Требования, которые предъявляются к футеровочным материалам зависят от условий службы и режима работы / 15 /.
Ниже рассматривается ряд тепловых агрегатов применяемых в различных отраслях народного хозяйства. Большое количество тепловых агрегатов применяют в производстве силикатных материалов. Они различаются по назначению, конструкции, принципу действия отопительных систем, циркуляции газов и т.д. / 16 /. По характеру тепловой обработки разделяются: на печи для обжига выше 500С и на сушилки, работающие при низких температурах; - по принципу действия: непрерывного и периодического действия; - по технологическому признаку печи классифицируются на группы: А - печи для обжига кусковых и порошкообразных материалов; Б - для плавления шихты; В - для получения керамических изделий; Г - сушилки. В цементной промышленности основную долю цементного клинкера получают на вращающихся печах мокрого и сухого способов производства. Футеровка которых представляет сложную конструкцию. Условия службы футеровки определяют основные параметры технологического процесса производства цементного клинкера, зависящие от природы и качества исходного сырья. Цементные вращающиеся печи в соответствии с процессами протекающими при получении клинкера разбивают условно на шесть технологических зон: подсушки, подогрева и дегидратации, декарбонизации, экзотермических реакций (подготовительные зоны), спекания, охлаждения 111 /. Температура рабочей поверхности футеровки подготовительных зон не более 1300С, а обжигаемого материала П00С. Характерным является то, что обжигаемый материал не содержит жидкой фазы, поэтому химическое взаимодействие с футеровкой почти не наблюдается. В печах работающих по мокрому способу, футеровка подвергается интенсивному истирающему и ударному воздействию металлических цепей. Основными требованиями к огнеупору для футеровки подготовительных зон являются высокое тепловое сопротивление и механическая прочность. Для футеровки подготовительных зон применяют алюмосиликат-ные изделия и бетоны низко, средне и высокоглиноземист е, а также основные огнеупоры /18 / . В зоне спекания применяют хромоыагнезитовые (ЖЦ), магнези-тохромитовые обоженные (МХЦ) и безобжиговые (ВОД), периклазош-пинелидные (ПЩ) огнеупоры}. Так как температура рабочей поверхности достигает 1500-1б00С, происходит химическое взаимодействие с обжигаемым материалом, значительные механические нагрузки. Поэтому футеровочные материалы должны обладать: высокой огнеупорностью и температурой деформации под нагрузкой, термостойкостью, химической стойкостью. В зоне охлаждения футеровка должна иметь высокую термическую стойкость, механическую прочность. Наиболее широко применяют для футеровки многошамотные огнеупоры. Таким образом можно отметить, что футеровка цементных вращающихся печей имеет ряд специфических особенностей: - во первых, она является рабочей транспортной поверхностью. В связи с этим футеровочные материалы должны обладать химической стойкостью, противостоять механическому действию непрерывно передвигающегося материала; - во вторых, футеровка уменьшает потери тепла в окружающую среду, предохраняет обслуживающий персонал и металлический корпус от воздействия высоких температур; -в третьих, футеровка участвует в теплопередаче при обжиге клинкера. Расчеты, проведенные для зоны спекания /18/ вращающейся печи, работающей по мокрому способу, при использовании в качестве топлива каменного угля показали, что только около половины (48,5%) тепла факела горения передается обжигаемому материалу путем конвекции и излучения тепла газовым потоком и частицами угля. Другая часть (51,5%) аккумулируется футеровкой печи и лишь затем передается ею обжигаемому материалу (47,7%). Часть тепла (3,8%) теряется путем излучения через металлический корпус печи в окружающую атмосферу.
Высокий температурный градиент, обуславливается сравнительно тонкой огнеупорной кольцевой футеровкой, заключенной в металлический корпус. Так температура в зоне спекания составляет 1450-1550С, а температура наружной поверхности 250-300С. Колебания температуры поверхности футеровки при выходе из под слоя материала и при входе под него составляет 150-200С. За счет тепловой инерции колебания температуры распространяются на глубину 20-30 мм от рабочей поверхности футеровки / 17/ .
Характеристика применяемых материалов
Технический прогресс в строительстве и ремонте тепловых агрегатов неразрывно связан с внедрением новых видов эффективных материалов и конструкций, применение которых открывает широкие возможности индустриализации, сокращение сроков выполнения работ;:, удешевление их стоимости и уменьшение трудозатрат /91, 92, 93 /.
В планах развития науки и ускорения технического прогресса / I / на годы XI пятилетки и на период до 1990 г. отмечены также важнейшие целевые программы, в том числе: - разработка и внедрение высокоэффективных методов увеличения прочностных свойств, коррозионной стойкости, увеличение производства конструкционных материалов; - развитие новых композиционных материалов и изделий из них с комплексом заданных свойств. Учитывая выше сказанное основное внимание в данной работе уделено композитам армированным высокопрочными температуростойкими волокнами. .. В качестве матрицы использовались жаростойкие вяжущие и бетоны разработанные сотрудниками лаборатории строительных материалов и кафедры ТБиВ ДИСИ на основе отходов Запорожского ферросплавного завода "Днепроспецсталь", комбината "Абразив" и жидкого стекла фабрики "Сувенир", ГОСТ 13078-67. Для армирования применялись глиноземистые волокна Северского доломитного комбината и отходы кварцевых волокон Бердянского завода стекловолокна. Электрокорундовый шлам, МРТУ 7-3-60 химический состав которого приведен в таблице I, образуется как отход производства при изготовлении абразивного инструмента методом спекания из шлифовапь ных порошков Mb 3-12 ( с/= 40—f25 МКМ ) и шлифовальных зерен Основной составной частью.минералов электрокорунда является оксид алюминия ( X A fe ) Жидкое стекло - раствор стеклообразных щелочных силикатов натрия или калия, получаемых плавлением смеси кварцевого песка с содой или сульфатом натрия при I300-I400C / 94, 95 /. Согласно гипотезе / 96 /, жидкое стекло представляет собой истинный равновесный раствор неорганических полимеров, свойства которых определяются подвижностью и гидратацией мономер-катионов щелочного металла и разветвленностью полимерных кремнекислород-ных анионов состава ( Зій и др. ). Природа жидких стекол различна: с одной стороны оно ведет себя как раствор электролитов, с другой - как раствор полимеров, содержащий гидратированные катионн и полимерные кремнекислородные анионы невысокой степени полимеризации /97, 98, 99, 100 /. Общим для растворимых стекол является наличие ассоциатов по аниону или катиону, обусловленные присутствием в структуре соединений функциональных групп ОН. Возможность образования ассоциатов связана со способностью элементов, присутствующих, образовывать полимерные связи типа Склонность ассоциатов к полимеризации переводит связку в двухсвязное состояние - дисперсную систему, проявление.в которой сил различной природы обеспечивает твердение и адгезию. . При нагревании раствора связки, вследствие испарения воды происходит выделение твердой фазы. В результате связка переходит в новое состояние - дисперсную систему / 101 /. Выделение твердой фазы приводит к конденсации ассоциатов, сопровождающейся химическим и физическим связыванием воды, сближению частиц твердой фазы. При этом происходит межчастичные взаимодействия молекуляр- . ной электростатической природы, приводящие систему к схватыванию, отвердеванию, адгезии. ,. Конденсация системы в условиях образовавшейся структуры приводит к превращению некоторой части контактов молекулярно и электростатической природы в контакты валентной природы за счет ненасыщенных поверхностных валентных сил /95 /. Отвердение связки на основе растворимого стекла при повышении температуры происходит по схеме.:. раствор Л/а20з, испарение воды, коагуляция, поликондинсация с образованием более высокой степени конденсации. Вяжущие, полученные на основе жидкого стекла, обладают повышенной растворимостью. Для обеспечения твердения материалов на основе жидкого стекла без их высушивания необходимо вводить специальные добавки (отвердители) / 101 /. При введении отвердителя твердение может происходить как в воздушно-сухих, так и во влажных условиях. Применение кремнефтористого натрия в качестве отвердителя не всегда является возможным из-за выделения токсичных газов, кроме этого в структуре жаростойких бетонов образуются легкоплавкие соединения, снижающие огнеупорность и температуру начала деформации под нагрузкой. В / 102 / установлено, что кремнефтористый натрий в жаростойком бетоне может быть заменен материалами, содержащими силикаты щелочноземельных металлов. К таким материалам могут быть отнесены- шлаки ферросплавного производства / 103 /, а также синтетические / 104 /, т.е. шлаки содержащие Ви 1А 2adiiQi Шлаки ферросплавного производства представляют смесь силикатных оксидов растворенного оксида ведущего элемента, не прореагировавшей части руды, включений металла и минералов, образовавшихся из трудно восстановимых форм окисных соединений, шлаки после остывания рассыпаются в порошок из-за силикатного распада /105/. . Производство основано на процессах восстановления.элементов, из оксидов, входящих в состав руды или концентрата, углеродом, кремнием или алюминием. Плавка ведется в электродуговых печах, в случае металлотермического процесса в футерованных горнах.
Оптимизация свойств композиционных материалов
Резервом повышения прочностных характеристик является создание композиционных материалов. Сочетание компонентов с различными свойствами дает возможность получить материалы с требуемыми характеристиками. И особенно большое будущее принадлежит композиционным материалам /КМ/ армированных волокнами / 127, 128, 129, 130 /.
Основное влияние на свойства композита оказывает наполнитель, так как даже сравнительно небольшое его количество, введенное в состав матрицы резко изменяет ее свойства / 53 /. Можно выделить два вида композитов (рис.3.1): - композиты с дисперсными частицами; - волокнистые композиционные материалы. Волокнистые композиты разделяют в зависимости от ориентации и длины волокон: - композиты с непрерывными волокнами; - композиты с дискретными волокнами. В зависимости от ориентации волокон: - композиты с однонаправленными волокнами; - композиты с хаотичным расположением.волокон или с волокнами ориентированными во всех направлениях. При изготовлении композиционных материалов (в дальнейшем под композиционными материалами будем понимать материалы армированные волокнами) могут быть использованы различные сочетания матрицы и наполнителя. Основное влияние на свойства композитов оказывают волокна, обладающие высокой прочностью. В зависимости от их длины, ориентации в объеме материала, а также количественного содержания можно не только увеличить прочностные характеристики материалов, но и получить принципиально новые материалы с повышенными характеристиками. Влияние матрицы различно: так в материалах армированных непрерывными волокнами незначительно, тогда как в композициях с дискретными волокнами ее роль велика. Матрица передает и распределяет внешнюю нагрузку между отдельными волокнами поддерживает волокна в определенной ориентации. Рассматривая влияние длины волокон на свойства композиционных материалов можно отметить, что наибольшей прочностью обладают композиты, армированные непрерывными волокнами. Но такой способ армирования имеет существенные недостатки: - композиционные материалы обладают Анизотропными свойствами; - введение волокна технологически очень сложно; - при изготовлении сеток или ровинга происходит значительное удорожание материала. Учитывая все вышеизложенное, нами принят способ армирования дискретными волокнами с хаотичным расположением их в объеме матрицы. Данное решение обусловлено также и тем, что высокотемпературное глиноземистое волокно выпускается в виде войлока, а кварцевое волокно в виде отходов. При. армировании непрерывными волокнами с параллельной укладкой, модуль упругости и прочность при растяжении можно оценить при помощи правила смесей / 53 /: где \fn - физическая величина композита в целом; X/\,Xg - физические величины фаз составляющих композит; VA , Ve - объемные содержания этих фаз. В композиционных материалах армированных дискретными волокнами правило смеси / 131 / не выполняется / 112 /, так как волокна ориентированы в различных направлениях и значительную роль играет граница раздела между волокном и матрицей, отношение модулей упругости, длина волокна, диаметр. В / 133, 134 / рассмотрены различные типы моделей композитов армированных дискретными волокнами.
Влияние вида матрицы на ползучесть при первом нагреве
В работе / 61 / согласно теории Журкова С.Н. разрушение в цементном камне происходит под действием тепловых флуктуации и поля напряжения. Оно начинается с постепенного разрушения Ван-дер-Ваальсовых связей - 9,6 48 Дж /г-моль.
Как видно из рис. 4,1 ползучесть составов в которых отвер-дителем является феррохромовый шлак в интервале температур 20-Ю00С значительно выше чем составов, где в качестве отвердите-ля применен алюмокальциевый шлак. Объясняется это тем, что составы с феррохромовым шлаком содержат большее количество соединений содержащих воду, а также минералов с невысокой гидравлической активностью, как например V -zM- h. Наиболее высокая скорость ползучести наблюдается в интервалах Ю0-300С и 550-750С, рис. 4.1. Первый интервал увеличения скорости ползучести также, как и в составах с отвердителем из алюмо-кальциевого шлака, вызван интенсивным удалением адсорбционно-свя-занной воды и началом ступенчатой дегидратации гидросиликатов и других соединений содержащих жидкую фазу (рис.4.6). Второй интервал увеличения скорости ползучести начинается при 550-570С (рис.4Д), что на 30-50С ниже, чем в составах с апюмокальциевым шлаком.
Проведенными исследованиями установлено, что при нагреве образцов, изготовленных из составовtв которых отвердителем является феррохромовый шлак, при температурах выше 550-600С происходит интенсивный рост деформаций приводящих % разрушению образцов. Причиной интенсивной скорости ползучести является дегидратация Таких минералов, как геленит, мелилит, мервинит и др., обладающие прочностью при высоких температурах, содержится в количестве не обеспечивающем достаточную прочность при высокой скорости нагрева в указанных интервалах. Снижая скорость нагрева, напряжение, мы тем самым дифференцируем происходящие процессы в структуре затвердевшего камня и мажем произвести нагрев до1000С.
Однакоtтакое решение задачи экономически не выгодно, так как при этом расходуются значительные топливно-энергетические ресурсы, уменьшается производительность тепловых агрер:атов, а во многих случаях, вследствие технологической необходимости, медленного режима подъема температуры вообще достичь невозможно. В связи с этим нами была поставлена задача исследовать влияние армирования на ползучесть в интервале 21-Ю0ОС при высокой скорости нагрева.
Как указывалось выше ползучесть затвердевшего камня определяется прочностью, жесткостью и числом связей в единице объема, возникающими между отдельными структурными составляющими. Процесс деформации ползучести при нагреве, когда напряжение постоянно, происходит в основном за счет действия тепловых флуктуации и в меньшей мере за счет механических напряжений. По мере увеличения температуры, действие тепловых флуктуации и механических напряжений в отдельных микрообъемах становится равным действующим межмолекулярным силам, тогда в этом объеме происходит разрушение контактов .с наименьшей энергией связи, после чего происходит перераспределение внутренних усилий с разрушенных контактов по кристаллическому сростку. Скорость деформации ползучести пропорциональна числу разрушенных контактов в единице объема за единицу времени.
В местах сосредоточения контактов с наименьшей энергией связи, а таковыми являются границы зерен, происходит перемещение, поворот и проскальзывание зерен, образование микротрещин, вследствие разрыва связей и диффузионного. течения вакансий. Число контактов с невысокой энергией связи довольно значительно при температуре до 500-550С. Поэтому можно предположить, что процесс ползучести при указанных температурах в основном происходит за счет разрушения последних.
Удаление жидкой фазы связывающей микрочастицы гидросиликатов и гидроалюминатов кальция (рис.4.3) и 4.6) приводит к упрочнению матрицы, которое наступает при нагреве выше 250С. В интервале же температур Ю0-250С происходит интенсивная усадка, приводящая к увеличению скорости ползучести, вследствие того, что сумируются внутренние усадочные напряжения с механическими.При введении в состав жаростойких масс рационального содержания минеральных волокон процесс деформации ползучести при растяжении композитов снижается (рис. 4.7), вследствие того, что волокна увеличивают число связей в единице объема, препятствуют перемещению зерен, образованию и распространению трещин, перемещению дислокаций.
Снижению скорости ползучести так же способствует и то, что в пограничной зоне находится большее количество сильных связей, чем в матрице. Это подтверждается рензглвнографическим и дифференциально-термическим анализом пограничного слоя между волокном и матрицей (рис4.8 - 4.13).
Из рисунков 4.3 и 4.9 видно, что эндотермические эффекты в области до 300С незначительны и обнаружатся.при температуре на 20-30С раньше, чем в матрице. Это также способствует снижению скорости ползучести.
