İçeriğe atla

Refrakter malzemeler

Refrakter tuğlaları ile yapılmış bir duvar

Refrakter malzemeler, ateşe dayanıklı malzemeler olarak tanımlanır. Refrakter malzemeler 538 °C (811 K; 1000 °F) üzerindeki sıcaklıklarda uzun süre kullanılabilir. Başta endüstrinin temel izolasyon malzemesi olan ateş tuğlaları olmak üzere, camlar, mutfak eşyası gibi büyük bir malzeme grubunu oluşturur. Bunlar metalik malzemelerin pahalı olduğu veya kullanılmadığı yerlerde tercih edilir.

Refrakterler:

  • Yapay olarak hammaddeden tek madde olarak üretilir.
  • Doğal olarak oksitlerden meydana gelir.

Endüstride ateş ve alevin bulunduğu tesislerde tavlama ve indüksiyon eritme fırınlarında, metalurji fırınlarında ve silikat endüstrisinde, metallerin ve camların eritilmesi için, pota malzemesi olarak, termo elemanların korunmasında ve elektrikli ısıtıcıların izolasyon malzemesi olarak kullanılır.

Refrakter malzemelerin özellikleri

Kimyasal ve mineralojik yapı

Metalurjik işlemlerde kullanılan refrakter malzemeler asidik, bazik ve nötr olmak üzere 3 grup altında toplanır. Bünyesinde bulunan SiO2'nin bazik bileşenlere oranı malzemenin asitlik derecesini belirler. Bazik karakterdeki cüruflar bazik refrakterlere, asidik cüruflarda asidik refrakterlere etki etmezler. Ancak bu kimyasal özellik yanında malzemenin gözenekliliği önemli rol oynar. Daha poröz olan refrakter malzemeler çabuk ısınır. Mineralojik yapıya bağlı olarak değişik sıcaklıklardaki farklı kristal bünyeleri oluşur. Bu nedenle refrakter malzeme yoğunluğunda değişmeler meydana gelir.

Genişleme ve çekme

Şamot ve magnezit tuğlalar üretimleri sırasında daralma, silika tipi tuğlalar genişleme gösterir. Fazla miktarda hacim değişimi çatlamalara neden olur.

Çekme olayının meydana gelmesi genellikle malzemenin üretim sırasında yeterli derecede pişmemesinde veya refrakter özelliğinin olmayışından ileri gelir. Genişleme nedeni ise malzemenin yapıldığı hammaddenin parça büyüklüğünün yetersiz olmasındandır.

Yoğunluk ve porozite

Sıcaklığın yükselmesi ile katı hacimde meydana gelen genişleme ile birlikte porozite azalır. Porozitenin azalması ile refrakter malzeme yumuşar. Bu özellik malzemenin karakterini tayin eder. Porozitenin azalmasıyla orantılı olarak yoğunlukta artış görülür. Refrakter malzemenin yoğunluğunun erime sırasında değişimi büyük önem taşır. Erime olayı ile birlikte hacim değişir ve malzemenin fiziksel özelliklerinde büyük sapmalar olur.

Fırın sıcaklığında basınca direnç

Refrakter malzeme kullanma sırasında genellikle basınç, gerilme gibi çeşitli kuvvetlerin etkisi altında kalır. Yumuşama sunucu boyut değişikliği olması halinde sakıncalar ortaya çıkar. Bu nedenle normalde yüksek bir basınçta parçalanan malzeme fırın sıcaklığında bu değerden çok daha düşük sıcaklıkta parçalanabilir. Sıcaklığın etkime süresinde etkili olur.

Isıl özellikler

Refrakter malzemelerin ısıl özellikleri özgül ısı, ısıl iletkenlik ve ısıl genişlemedir. Malzemenin Özgül ısı ve ısıl iletkenliği kullanılma yerine göre farklı şekilde değerlendirilir. Bazı halde yüksek, bazen de düşük olması arzu edilir. Oysa ısıl genişleme özelliği malzemenin tamamen bünyesinden ileri gelen ısı karşısında genişlemeyi temsil ettiğinden fonksiyonel etkiye sahiptir. Bu nedenle fırın tasarımlarında kullanılan refrakter malzemenin ısıl genişlemesi, işletme sırasında bir zarara meydan vermemek için özenle seçilir.

Isıl çatlama ve parçalanma

Sıcaklık değişimlerine dayanım ısıl şok dayanım olarak tanımlanır. İşletme esnasına ısıtma ve soğutma veya sıcaklık salınımları malzemenin yüzeyi ve merkezi arasında sıcaklık farkları ve bunun sonucu olarak da genleşme gerilmeleri meydana gelir. Bir cisim her tarafından soğutulduğunda yüzey boyunca çekme gerilmeleri ve merkezinde basma gerilmeleri meydana gelir. Böylece oluşan ısıl gerilmeler malzemenin dayanımını aşarsa çatlaklar meydana getirerek malzemenin parçalanmasına neden olur.

Mekanik dayanıklılık

Refrakter malzemelerin soğukta basınç dayanımına malzemenin yapısı ve özellikle gözenek miktarı etkir. Ateşe dayanıklı tuğlalar oda sıcaklığında pek az şekil değiştirme gösterirler. Yüksek sıcaklıkta farklı tane büyüklüğü ve gözenek dağılımı ile yapıdaki değişik fazların arasındaki gerilmeler nedeniyle çatlaklar oluşabilir. Mekanik dayanım ve aşınma direnci yaklaşık 1000 °C'ye kadar durumunu muhafaza eder. Daha yüksek sıcaklıklarda cam fazının artmasıyla birlikte aşınma dayanımı azalır.

Kaynakça

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Termoelektrik soğutma</span>

Termoelektrik soğutucular, bir nesnenin sıcaklığını çevre sıcaklığının altına düşürürken, çevredeki sıcaklık ne olursa olsun, nesne sıcaklığını dengede tutarlar. Peltier ısı transferi elemanlarının aktif bir soğutma sistemi olup, miliwatt’tan kilowatt’a kadar değişen bir yelpazedeki uygulamalar için kullanılabilir.

<span class="mw-page-title-main">Seramik</span> ısı etkisiyle hazırlanan inorganik, metalik olmayan katı

Seramik iyonik veya kovalent bağlara sahip metal ve metal olmayan inorganik bileşik içeren katı bir malzemedir. Yaygın kullanım örnekleri çanak-çömlek, porselen ve tuğladır.

<span class="mw-page-title-main">Kompozit malzemeler</span>

Kompozit malzeme, önemli ölçüde farklı fiziksel veya kimyasal özelliklere sahip iki veya daha fazla bileşen malzemeden yapılan ve birleştirildiğinde öncekinden farklı özelliklere sahip olan bir malzeme üreten bir malzeme.

<span class="mw-page-title-main">Malzeme bilimi</span> yeni malzemelerin keşfi ve tasarımı ile ilgilenen disiplinlerarası alan; öncelikli olarak katıların fiziksel ve kimyasal özellikleriyle ilgilidir

Malzeme bilimi, malzemelerin yapı ve özelliklerini inceleyen, yeni malzemelerin üretilmesini veya sentezlenmesini de içine alan disiplinlerarası bir bilim dalıdır.

<span class="mw-page-title-main">Polikarbonat</span>

Polikarbonatlar, termoplastiklerin özel bir grubudur. İşlenmesi, kalıplanması, ısıl olarak şekillendirilmesi kolaydır, bu tip plastikler modern imalat sektöründe çok geniş kullanım alanı olan plastiklerdir. Polikarbonatlar olarak isimlendirilmişlerdir, çünkü uzun moleküler zincirleri içinde karbonat grupları (-O-CO-O-) tarafından bağlanmış fonksiyonel gruplara sahiptirler.

<span class="mw-page-title-main">Ahşap</span> Ağaçtan elde edilen doğal ve organik bir malzeme

Ahşap, ağaçtan elde edilen doğal ve organik bir malzemedir. Tarih öncesi çağlardan beri insanların ihtiyaçlarını karşılamada ve gereksinimlerini gidermede kullandığı en yaygın malzemelerdendir.

<span class="mw-page-title-main">Perlit</span>

Perlit, petrografide soğumaya bağlı olarak meydana gelen uzamanın, gözle veya mikroskopla görülebilecek konsantrik yapı ya da kırılmasının meydana getirdiği özel bir volkanik camsı kayaç türünü ifade eder. Perlit aynı zamanda, doğal olarak oluşan silis esaslı volkanik kayaçlara verilen addır.

<span class="mw-page-title-main">Kaynak (imalat)</span>

Kaynak, malzemeleri, genellikle metalleri veya termoplastikleri, esas olarak parçaları birbirine eritmek ve soğumalarını sağlamak için yüksek sıcaklık kullanarak birleştiren bir üretim sürecidir ve füzyona neden olur. Yaygın alternatif yöntemler arasında, ısı olmadan bağlanan malzemeleri eritmek için kimyasallar kullanan çözücü kaynak (termoplastikler) ve basınç, soğuk kaynak ve difüzyon bağlama gibi erimeden bağlanan katı hal kaynak işlemleri vardır.

<span class="mw-page-title-main">Termoplastik</span>

Termoplastik veya ısıyla yumuşayan plastik belirli sıcaklıkta bükülebilir veya kalıplanabilir hale gelen ve soğuduktan sonra katılaşan bir plastik polimer malzemedir.

<span class="mw-page-title-main">Elektron demetiyle fiziksel buhar biriktirme</span>

Elektron demeti ile fiziksel buhar biriktirme işlemi, anottaki hedef malzemenin, çok yüksek vakum altında, tungsten bir flaman ile elektron bombardımanına tutulması ile gerçekleştirilir. Elektron demeti, hedefteki atomların yüzeyden koparak gaz fazına geçmesini sağlar. Buharlaştırılan bu atomlar, vakum çemberi içindeki her noktaya yapışarak ince bir film oluşmasını sağlarlar.

<span class="mw-page-title-main">Lehimleme</span>

Lehimleme iki ya da daha fazla sayıda metal parçanın, görece düşük erime sıcaklığına sahip bir dolgu metali eritilip bağlantı yerine akıtılarak, tutturulması işlemidir.

<span class="mw-page-title-main">Seramik mühendisliği</span> Seramik mühendisliği inorganik, metalik olmayan malzemelerden nesneleri oluşturma bilim ve teknolojisidir.

Seramik mühendisliği inorganik, metalik olmayan malzemelerden nesneleri oluşturma bilim ve teknolojisidir. Bu, ya ısıl hareketle ya da yüksek saflıktaki kimyasal çözeltilerinden çökelme reaksiyonları kullanılarak düşük sıcaklıklarda sağlanır. Bu tanım, hammaddelerin saflaştırılması, söz konusu kimyasal bileşiklerin üretimi, ürüne dönüştürülmesi, yapı kompozisyon ve özelliklerinin incelenmesi çalışmalarını içerir.

Genleştirilmiş Polistiren (EPS), stiren monomerinin polimerizasyonu sonucunda oluşan polistiren polimerinin şişirilmesi yoluyla elde edilen, karakteristik olarak beyaz renkli bir termoplastik malzemedir. Özel üretimler sonucunda karbon/grafit katkılı ve siyah/gri renkli üretimleri de mevcuttur. Bu tip ürünlerde, uzun dalga ışınımının polistiren tanecikleri tarafından yansıtılması amaçlanmıştır. Böylece daha düşük ısıl iletkenlik değerleri sağlanabilmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Elektriksel özdirenç ve iletkenlik</span> Wikimedia anlam ayrımı sayfası

Elektriksel öz direnç, belirli bir malzemenin elektrik akımının akışına karşı nicelleştiren bir özelliktir. Düşük bir direnç kolaylıkla elektrik akımının akışını sağlayan bir malzeme anlamına gelir. Karşıt değeri, elektrik akımının geçiş kolaylığını ölçen elektriksel iletkenliktir. Elektriksel direnç, mekanik sürtünme ile kavramsal paralelliklere sahiptir. Elektriksel direncin SI birimi ohm, elektriksel iletkenliğin birimi ise siemens (birim) (S)'dir.

Yapıştırıcı yapışkanlık veya kohezyon ile mekanik, kimyasal, yapışkan bir bütün oluşturmak üzere diğer malzemeleri tutan veya çeken herhangi bir malzeme veya maddedir.

<span class="mw-page-title-main">Ekstrüzyon</span>

Ekstrüzyon, enine kesitsel bir profil nesneleri oluşturmak için kullanılan bir süreçtir. Bir malzeme, arzu edilen bir kesitin bir kalıbı boyunca itilir. Basma gerilmeleri ile malzemenin sıkıştırılması ve bir kalıptan o kalıbın şeklini alarak akmaya zorlanması ile gerçekleştirilen şekillendirme işlemidir. Bu sürecin diğer imalat süreçleri üzerindeki iki ana avantajı, çok karmaşık enine kesit oluşturma yeteneği ve basınçlı ve kayma gerilmeleri ile karşılaşan materyallerin kırılgan olmasıdır.

<span class="mw-page-title-main">Döküm</span>

Döküm, metal işçiliği ve mücevher yapımında, sıvı bir metalin amaçlanan şeklin negatif bir izlenimini içeren bir kalıba döküldüğü ve metalurji ve malzeme mühendisliğinin doğrudan iş kolu olan oldukça önemli bir prosestir. Metal, havşa adı verilen içi boş bir kanaldan kalıba dökülür. Daha sonra metal ve kalıp soğutulur ve metal kısım (döküm) çıkarılır. Döküm genellikle diğer yöntemlerle yapılması zor veya ekonomik olmayan karmaşık geometriler üretmek için kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Ponza taşı</span> Kimyasal bir maden

Ponza taşı, volkanik bir kayaç türüdür.

<span class="mw-page-title-main">Cam-seramik</span>

Cam-seramikler (CS'ler), bir camın kristalleştirilmesiyle elde edilmektedir. Camların özellikleriyle kristallerin faydalarının birleşiminin sonucu olarak ortaya camdan daha verimli bir yapı çıkar. Cam-seramikler, uygun bileşimdeki camların ısıl işlem uygulanmasıyla oluşur. Bu nedenle daha düşük enerjiye sahip kristalli yapı oluşur. Kontrollü kristalizasyona tabi tutulduğunda oluşan ince taneli polikristal malzemeler cam- seramik malzemeler olarak adlandırılmaktadır. Holand ve Beall (2012) cam-seramik malzemeleri kimyasal bileşimlerine göre sınıflandırmaktadır. Bu sınıflandırma ; alkali ve toprak alkali silikatlar, alümino-silikatlar, florosilikatlar, silikofosfatlar, demir silikatlar ve fosfatları kapsamaktadır. Cam-seramiklerin bir başka sınıflandırması ise cam-seramikleri oksit ve oksit olmayan kategorilere ayırmaktadır.. Oksit cam seramikler, silikat, fosfat, borat ve GeO2 bazlı malzemeleri içermektedir.

<span class="mw-page-title-main">Pasif soğutma</span>

Pasif soğutma doğrudan aktif bir bileşen içermeden sadece ısı transfer metodu ile sıcak yüzeyden ısıyı sistemin dışına iletmek ile görevli bileşenlerdir. Özellikle yarı silikon olarak bilinen transistörlerden oluşan işlemci ve entegrelerin yapıları gereği ısınmaları kaçınılmazdır. Bu ısınma sonucu çıkan ısı sistemin verimini düşüren ısının sistemden atılması gerekmektedir.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.