Grubościenne wyroby porcelany

Warunki studzenia w piecach tunelowych o dużej ładowności powinny być ustalone z uwzględnieniem reakcji „dojrzewania” porcelany na całej wysokości ustawki. Wskazane jest w środowisku słabo redukcyjnym lub obojętnym powolne studzenie od temperatury 1380°C (1410°C) do 1340°C (1360°C), szybkie studzenie do 1100°C w takim samym środowisku i szybkie studzenie od 1100 do 900°C w środowisku utleniającym (program uprawnienia budowlane na komputer).

Grubościenne wyroby porcelany wysokonapięciowej wskazane jest po wytrzymywaniu studzić powoli, np. od 1320 do 1000°C w ciągu 5 h dla lepszego „dojrzewania” ich masywnego czerepu. Także porcelana wysokonapięciowa ze zwiększoną zawartością krystobalitu, ze względu na swój współczynnik rozszerzalności, wymaga wolniejszego studzenia do 1000°C (program uprawnienia budowlane na ANDROID).

Studzeniu wyrobów po zestaleniu fazy ciekłej szkła w porcelanie towarzyszy pojawienie się strukturalnych naprężeń termicznych. Wielkość tych naprężeń może być w przybliżeniu obliczona; do pojedynczego kryształu kwarcu stosuje się równanie równowagi naprężeń <y, zgodnie z teorią wytrzymałości materiałów. Aby obliczyć naprężenia a dla grupy kryształów, należy uwzględnić ilość ziaren kwarcu przypadających np. na 1 cm³ i ilość fazy ciekłej szkła otaczającej te ziarna (uprawnienia budowlane).

Obniżenie temperatury wywoła rozciąganie w kwarcu i ściskanie w otaczającym szkle; względne zaś kurczenie się kwarcu i szkła jest jednakowe z powodu przerastania ziaren kwarcu w osnowie szkła (program egzamin ustny).

Fazy szkła

Dla fazy szkła współczynnik rozszerzalności cieplnej v.f_s = 7 • 10~⁶ i dla a - kwarcu tx_kw = (19,35-22,2) • 10^-6, współczynnik sprężystości Ej_a = 0,07 • 10⁶ MPa (0,7 • • 10⁶ kG/cm²), E_kw = 0,09 • 10⁶ MPa (0,9 • 10⁶ kG/cm²), At = 350°C. Pole przekroju fazy ciekłej szkła otaczającej ziarna kwarcu - Ff_S, pole przekroju samego ziarna kwarcu - F_kw. Przy obliczaniu według równania [4-17] a’ = 0,07 • 10″ ³ MPa (0,0007 kG/cm²) dla pojedynczego kryształu i a’ = 7 MPa (70 kG/cm²) dla grupy kryształów. Przy połączeniu fazy ciekłej szkła z mulitem, dla którego a = 5 • 10“ ⁶, E = 0,13 • 10⁶ MPa (1,3 • 10⁶) i przy przekroju igły mulitu, np. 1 • 10^-7 cm², a = 0,5 MPa (5 kG/ /cm²), mulit powoduje bardzo nieznaczne naprężenia (opinie o programie).

W porównaniu ze średnią wytrzymałością kwarcu na rozerwanie, równoległe do osi c, równą mniej więcej 116 MPa (1160 kG/cm²) obliczona wartość a jest zbyt mała, aby spowodować zniszczenie wzdłuż ziarna przy szybkim studzeniu porcelany. Przeważnie charakter kowalentny wiązania Si-O, podany w modelu strukturalnym Bielowa Si₂0₇ dla różnych odmian krzemionki, i hydrydyzacja orbitali w kwarcu 3sp³, rozpatrzona przez Prianisznilcowa, tłumaczą tę znaczną rezerwę wytrzymałości, zmniejszającą się zresztą przy wzroście temperatury wg prawa logarytmicznego.

Wytrzymałość fazy ciekłej szkła ulegającej ściskaniu (dotyczy to ziaren kwarcowych) przy studzeniu porcelany ma wielkości tego samego rzędu. Przytoczono wyżej obliczenie ma charakter techniczny i nie odzwierciedla wpływu struktury fazy ciekłej szkła. Nowoczesne teorie struktury i właściwości szkła zostały omówione przez Appena, mechaniczne właściwości szkła zależne od struktury wyjaśnione przez Bar Heniewa, Bogusławskiego i Bokina, a polikrystalizacja przez Pawłuszkina (segregator aktów prawnych).

Naprężenia w czerepie porcelanowym wzrastają bardzo znacznie przy izomorficznej przemianie x-»/?-kwarc i a-> /?-krystobalit, której towarzyszy zmniejszenie objętości kwarcu o ok. 2% i krystobalitu o ok. 5%. Szczególnie niebezpieczne są naprężenia wskutek znacznej zmiany objętości krystobalitu. Reliktów kwarcu w zwykłej porcelanie jest 8^12 razy więcej niż krystobalitu. Przemianie tych pierwszych towarzyszy widoczny skok na krzywej dylatometrycznej, podczas gdy przemiana krystobalitu zilustrowana na tej krzywej jest niedostrzegalna. W porcelanie krystobalitowej przemiana krystobalitu jest natomiast dobrze widoczna na krzywej dylatometrycznej (promocja 3 w 1).