M6 Réfractaires et comportement à haute température

Topique

Près de son point de fusion, cette céramique réfractaire cesse de se comporter comme un solide rigide et commence à présenter un fluage visqueux et un ramollissement : sous une charge soutenue, le matériau se déforme lentement et continuellement, comme s'il s'écoulait, plutôt que de se déformer instantanément et de s'arrêter. Le fait que cette déformation se poursuive pendant toute la durée de la charge, plutôt que de s'arrêter, rend ce comportement distinct d'une déformation purement élastique et reconnu comme un fluage visqueux.

Le fait que la température de cette céramique réfractaire soit plus élevée rend sa viscosité plus faible, selon une relation de type Arrhenius : plus la température de la céramique est proche de son point de fusion, plus la viscosité chute vite ; La température plus basse maintient la viscosité plus élevée et le matériau se comporte de manière plus rigide.

Le fait que la viscosité de cette céramique soit plus faible signifie que, sous une charge soutenue, le fluage visqueux progresse plus rapidement, et le temps de déformation critique – le temps restant jusqu'à ce que la déformation accumulée par ce fluage visqueux devienne inacceptable, ou la durée de vie utile restante du composant – est, par conséquent, plus court. Le fait que la viscosité soit plus grande entraîne une progression plus lente de ce même fluage visqueux et un temps de déformation critique plus long.

Ce même ramollissement de la céramique, proche de son point de fusion, a un seuil défini : le point de ramollissement, la température à laquelle la viscosité de la céramique chute suffisamment pour que le matériau cesse de conserver sa propre forme sous charge. Lorsque la température d'un four revêtu de cette céramique s'approche de ce point de ramollissement, le fluage visqueux du revêtement est accéléré de manière critique et le temps de déformation critique du revêtement est considérablement raccourci ; Le maintien de la température du four en dessous de ce point de ramollissement permet au revêtement de conserver une durée de vie utile plus longue.

C'est pourquoi ce modèle, avec le fluage visqueux et le ramollissement proche du point de fusion avec lequel il a été ouvert, fait du point de ramollissement de la céramique, en pratique, la limite qui définit la durée de vie d'un revêtement de four construit avec ce matériau : tant que la température de service reste inférieure à ce point de ramollissement, la viscosité du revêtement reste suffisamment élevée pour que son fluage visqueux, et le temps critique de déformation qui en résulte, ne compromettent pas la durée de vie du revêtement.

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