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Bestimmung des Druckerweichens (DE) und Druckfließens (DFL) feuerfester Keramik
Das Druckerweichen (DE (engl. RUL), gemäß ISO 1893) ist ein Maß für das Deformationsverhalten von feuerfesten Keramikerzeugnissen bei konstanter Druckbelastung und steigender Temperatur. Der Temperaturbereich der Erweichung ist nicht identisch mit dem Schmelzbereich der reinen Rohstoffe; er muss aber für die Prüfung der Einsatzmöglichkeiten von feuerfesten Produkten für Hochtemperaturanwendungen mit dem RUL/CIC 421 verlässlich bestimmt werden.
Messungen können in statischer Luft (Basisversion) durchgeführt werden. Optional ist eine Inertgasspüleinrichtung für den Prüfraum erhältlich.
Für die Prüfung kohlenstoffhaltiger Materialien, wie beispielsweise Magnesia-Kohlenstoff- und Grafitsteine, kann eine nicht-oxidierende Prüfatmosphäre durch eine gasdichte Kammer (Option; siehe vorherige Seite) realisiert werden. Dabei kann der Prüfraum vor der Spülung mit Schutzgas evakuiert werden, wodurch Messungen bis zu einer Temperatur von 1600 °C möglich sind.
Die Belastungseinrichtung kann optional mit einem Zusatz für Wechsellast ausgerüstet werden. Bei einer variablen Vorlast von 300 N kann eine zusätzliche Wechselbelastung von 0 N bis 700 N mit einer Geschwindigkeit zwischen 0,3 N/s und 3 N/s aufgebracht werden.
Im Allgemeinen können identische Probenkörperdimensionen mit einem Durchmesser und einer Höhe von 50 mm sowohl für RUL- als auch für CIC-Tests verwendet werden. Für das präzise Differenzmesssystem, das zur Bestimmung von Ausdehnung und Verformung eingesetzt wird, sollte der zylinderförmige Probenkörper eine koaxiale Bohrung von 12,5 mm aufweisen. Die Stirnflächen sollten planparallel und senkrecht zur Achse des Zylinders sein (ISO/DIN). Weitere Probenkörperabmessungen, wie zum Beispiel 36 mm gemäß GOST 4070-20000, sind ebenfalls möglich.
Die Prüfung feuerfester Werkstoffe umfasst folgende Applikationen:
- Auswahl von Materialien
- Charakterisierung neuer Materialien
- Vorhersage der Einsatzbedingungen
- Qualitätskontrolle von Prozess und Produkt
- Schadensanalyse
- Erstellung mathematischer Modelle für Produktverbesserungen
Methode
Bestimmung des Druckerweichens und Druckfließen
Das Druckerweichen ist ein Maß für das Verformungsverhalten eines feuerfesten Erzeugnisses bei konstanter Druckbelastung und steigender Temperatur mit festgelegter Aufheizrate. Der Erweichungsbereich ist nicht identisch mit dem Schmelzbereich der reinen Rohstoffe, aber er wird durch den Gehalt und die Verteilung von niedrig schmelzenden Flussmitteln beeinflusst.
RUL
Die RUL-Testmethode (engl. Refractoriness under Load, Druckerweichen) ist in ISO 1893 beschrieben. Ein zylinderförmiger Probenkörper (Durchmesser und Höhe von 50 mm mit einer koaxialen Bohrung von 12,5 mm) wird bei einer festgelegten, konstanten Druckbelastung mit einer definierten Geschwindigkeit aufgeheizt, bis er eine bestimmt Verformung erreicht hat oder zusammengebrochen ist. Die Verformung des Probenkörpers wird von Beginn des Aufheizens an registriert und die zu bestimmten Verformungen zugehörigen Temperaturen ermittelt.
CIC
Ebenfalls lässt sich das Druckfließen, DFL (engl. Kriechen (Rheologie)Creep is one of the earliest “controlled stress” rheometer tests that quite literally “creeps” the material, i.e. we measure over a relatively prolonged period the small movement (the creep defined as creep compliance, J) of the sample by applying a small constant stress.Creep in Compression, CIC; ISO 3187), mit der Apparatur bestimmen. Ein zylinderförmiger Probenkörper wird unter definierten Bedingungen (siehe RUL) bis zu einer vorgegebenen Temperatur aufgeheizt. Anschließend wird seine Verformung bei dieser konstant gehaltenen Temperatur registriert und als Maß für das Druckfließen werden die prozentualen Schwindungen in Abhängigkeit von der Zeit ausgewertet.
Spezifikationen
| Modell RUL/CIC 421 E/6 | |
|---|---|
| Temperaturbereich | RT bis 1700 °C |
| Heizelemente | 4 Super-Kanthal 1800 |
| Prüfatmosphäre | Luft statisch; optional inertes Spülgas |
| Sicherheitsabschaltung | Bruch des Probenkörpers |
| Modell RUL/CIC 421 G/6 | |
|---|---|
| Temperaturbereich | RT bis 1600 °C |
| Heizelemente | 4 Super-Kanthal 1800 |
| Schutzrohr | Al2O3 |
| Evakuierfähigkeit | Bis 10-2 mbar |
| Prüfatmosphäre | Luft statisch/dynamisch und Inertgas |
| Sicherheitsabschaltung | Bruch des Probenkörpers, Kühlwasser |
| Allgemein Daten | |
|---|---|
| Probenkörper | Ø 50 mm, Höhe 50 mm |
| Lastbereich | 1 N bis 1000 N; in Schritten von 1 N bis 100 N |
| Max. Belastung | 0,5 N/mm2 |
| Messbereich | 20 mm; Auflösung 4.000.000 Schritte |
| Messsystem | Differenzmesssystem |
| Digitale Auflösung | 5 nm |
| Thermoelemente | Type B |
| Elektrische Versorgung |
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| Abmessungen |
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| Gewicht |
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Broschüren und Datenblätter:
Proven Excellence im Service
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Software
Modernste Software einschließlich verschiedener Auswerteroutinen
Die Proteus®-Software des RUL/CIC 421 unter Windows erlaubt vollautomatischen Versuchsablauf, Datenerfassung, Speicherung sowie off-line-Auswertung.
Der Analyseprozess umfasst sowohl grafische als auch tabellarische Ergebnisse, die nach ISO/DIN-Normen berechnet werden. Wesentliche Merkmale dieses Verfahrens sind die Korrektur von Messdaten anhand von Kalibrierkurven und die Ermittlung von Kenndaten, die auf die Bedürfnisse des Anwenders zugeschnitten sind. Das System erkennt automatisch den Erweichungspunkt und leitet Kurven zur Bestimmung von temperatur- oder zeitabhängigen Längenausdehnungsraten ab.
Für die Temperaturregelung stehen Optionen zur Verfügung, die bis zu 96 isotherme oder dynamische Temperaturprogrammschritte ermöglichen. Die Messwerte werden entweder temperatur- oder zeitskaliert für den Refractoriness Under Load (RUL) und zeitskaliert für den Creep in Compression (CIC) Test dargestellt. Das Verfahren umfasst auch die Bestimmung des absoluten Maximums im Längenausdehnungsspektrum für RUL und der Probentemperatur 2,5 Stunden nach Beginn der isothermen Phase für CIC.
Darüber hinaus kann das System relative Längenänderungen zu voreingestellten Zeiten bestimmen, Kriechraten innerhalb voreingestellter Zeitintervalle berechnen und eine gleichzeitige Analyse von bis zu 8 Kurven oder Temperatursegmenten zum Kurvenvergleich durchführen. Es ermöglicht auch die Berechnung von Einzelwerten physikalischer oder technischer Ausdehnungskoeffizienten und bietet die Berechnung und grafische Darstellung der ersten und/oder zweiten Ableitung, einschließlich der Spitzenwertbestimmung.
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