Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1958, H. 9 - Högtemperaturmaterialens utveckling, av Elmar Umblia
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Fig. i. En nickelpläterad kerametalls slagseghet och
nickelöverdragels tjocklek.
tiga legeringar som Kanthal ocli Thermenol
(Tekn. T. 1954 s. 1102) utmärkes av en
utomordentlig oxidationsbeständighet och mycket
god varmhållfasthet. Detta anses bero främst
på den skyddande oxidhinnan, som bildas vid
upphettning i luft. Därjämte är en viss
disper-sionshärdningseffekt ej utesluten.
Ännu mera utpräglade är dessa egenskaper hos
intermetalliska material, främst aluminider,
silicider och titanider av vissa
högtemperatur-metaller, såsom Ni, Mo, W, V och Cr.
Glödstavar av MoSi2 (t.ex. Kanthal Super) kan
kontinuerligt upphettas i luft ända till omkring 1 600°C
utan påtaglig åldring. Nickelaluminid har
förutom god varmhållfasthet och utmärkt
oxidationsbeständighet också en relativt god
chockresistens. Uransilicid USi2 är av potentiellt
intresse som atombränsle.
Ehuru egenskaperna generellt är mera
metalliska hos dispersionshärdade och
ytoxidera-de legeringar än hos kerametaller, har dock
ökad varmhållfasthet och
oxidationsbeständighet erhållits på bekostnad av en stundom
drastiskt nedsatt duktilitet. Detta medför vissa
tillverkningstekniska begränsningar och
försvårar användningen i för chockverkan utsatta
konstruktioner. Det tycks emellertid finnas
vissa möjligheter att minska ifrågavarande
legeringars i huvudsak intergranulära sprödhet
genom tillsats av lämpliga
legeringskomponenter.
Icke-metalliska
högtemperaturmaterial
Icke-metalliska högtemperaturmaterial av
potentiellt intresse är främst oxider med
smältpunkter över 2 000°C, grafit, hårda och
högsmältan-de mellanplatskarbider och -nitrider av Ti, Zr,
Hf, V, Nb, Mo, W, Ta, U och Th jämte
kiselkarbid m.m. Bland dessa har man på senare tid
särskilt uppmärksammat A1,03, grafit, SiC, TiC
samt oxider, karbider och nitrider av Be, Th
och U.
Materialen har utmärkt varmhållfasthet, stor
hårdhet och god korrosionsresistens, bortsett
från oxidationsbenägenhet hos grafit, karbider
och även nitrider. Deras värmeledningsförmåga
är i allmänhet lägre än metallers och sjunker
mer med temperaturen. Icke desto mindre är
värmeledningsförmågan vid 1 000°C högre hos
några icke-metalliska material än hos t.ex.
rostfritt stål. Känsligheten för strålningsskador i
reaktorer är större ju mera kovalent den
kemiska bindningen är. Den potentiella
strålningskänsligheten minskas dock genom
finkornig icke-orienterad struktur. Dessutom kan
man räkna med en viss självläkning av
strålningsskador vid hög temperatur.
Icke-metalliska materials allvarligaste nackdel
ur användningssynpunkt är deras sprödhet,
som gör dem känsliga för brottanvisningar och
därjämte för termisk och mekanisk
chockverkan. Keramiska material med en mycket liten
värmeutvidgning, t.ex. kordierit- och
spodu-menmaterial samt vissa Pyroceram-sorter har
dock trots sprödhet en alldeles utmärkt
beständighet mot temperaturväxlingar. Sådana
kera-moplastiska material som glasbunden glimmer
har större chockresistens än vanlig keramik,
emedan glimmerpartiklar med skiktad struktur
verkar som sprickbarriärer. På grund av hög
glashalt ligger emellertid materialets
använd-ningstemperatur under ca 500° C.
Tillverkning av keramoplastiska högtemperaturmaterial
hindras av brist på lämpliga utgångsmaterial.
Icke-metalliska materials sprödhet beror
främst på den heteropolära-kovalenta
bindningen. Den är både transgranulär (spröda
kristallkorn) och intergranulär (spröda
korngränsfogar). I oxid-enkristaller har man emellertid
kunnat konstatera en viss plastisk deformation
genom glidning utmed vissa kristallplan vid
temperaturer över halva smältpunkten i "K.
I polykristallina material tycks dock en t.o.m.
obetydlig glidning på de strukturstörda
korngränserna erfordra ännu högre temperaturer.
Utom på gitterstrukturen tycks icke-metalliska
materials benägenhet för plastisk deformation
också bero på föroreningar och gitterdefekter.
Det anses icke uteslutet, att studier av dessa
kan leda till mindre spröda materialtyper.
Mera praktiskt betonade förslag att höja
icke-metalliska materials draghållfasthet och
chockresistens är förspänning med metalltrådar
såsom hos förspänd betong, armering med
metallnät och framför allt inkapsling i ett
metallhölje (fig. 1). Det sista förfarandet tillämpas
bl.a. på bränsleelement i atomreaktorer.
Dessutom har man inte utan framgång försökt
minska icke-metalliska materials
intergranulära sprödhet genom inkorporering av en
metallfas. Detta har lett till utvecklingen av
kera-metallerna.
Som konstruktionsmaterial i rea- och
raketmotorer är icke-metalliska material för spröda.
Däremot har de erövrat en rangplats som
isolermaterial m.m. i reaktorteknologi och som
degel- och formmaterial i nukleär metallurgi.
Av reaktorekonomiska skäl har desslikes
användning av ometalliska material med lämpliga
nukleära egenskaper till bränsle-,
moderator-och regleringselement i högtemperaturreaktorer
TEKNISK TIDSKRIFT 1958 jf^l
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
