PŘÍSPĚVEK K MIKRO- A MAKROHETEROGENITĚ ŽÁRUVZDORNÉ KORUNDO-BADDELEYITOVÉ KERAMIKY

Podobné dokumenty
, Hradec nad Moravicí

K CHEMICKÉ MIKROHETEROGENITĚ NIKLOVÉ SUPERSLITINY ON CHEMICAL MICROHETEROGENEITY OF A NICKEL SUPERALLOY

ANALYTICKÝ PRŮZKUM / 1 CHEMICKÉ ANALÝZY DROBNÝCH KOVOVÝCH OZDOB Z HROBU KULTURY SE ZVONCOVÝMI POHÁRY Z HODONIC METODOU SEM-EDX

PŘÍSPĚVEK K FILTRACI OCELI RŮZNÝMI TYPY KERAMICKÝCH FILTRŮ

MODELOVÁNÍ PROCESU TUHNUTÍ A CHEMICKÁ HETEROGENITA INGOTU OCELI JAKOSTI 26NiCrMoV115. ŽĎAS, a.s., Strojírenská 6, Žďár nad Sázavou, ČR

ANALYTICKÝ PRŮZKUM / 1 CHEMICKÉ ANALÝZY ZLATÝCH A STŘÍBRNÝCH KELTSKÝCH MINCÍ Z BRATISLAVSKÉHO HRADU METODOU SEM-EDX. ZPRACOVAL Martin Hložek

Analýza železného předmětu z lokality Melice předhradí

TEPELNÉ A OBJEMOVÉ POMĚRY PŘI LITÍ A TUHNUTÍ KORUNDO- BADDELEYITOVÉHO MATERIÁLU - EUKOR.

MODELY TUHNUTÍ A HETEROGENITY PLYNULE LITÉ BRAMY A JEJICH APLIKACE

METALOGRAFIE II. Oceli a litiny

VLIV CHEMICKÉHO SLOŽENÍ KERAMICKÝCH FILTRŮ S PŘÍMÝMI OTVORY NA MIKROČISTOTU FILTROVANÉ OCELI

CHEMICAL HETEROGENEITY OF REALISTIC TURBINE WHEEL AFTER EXPLOITATION AND AFTER CREEP TESTS

Analýza vad odlitků víka diferenciálu. Konference studentské tvůrčí činnosti STČ 2008

NĚKTERÉ ZKUŠENOSTI S MODIFIKACÍ SLITIN Mg. SOME OF OUR EXPERIENCE OF MODIFYING THE Mg ALLOYS. Luděk Ptáček, Ladislav Zemčík

VLIV KINETIKY KRYSTALIZACE NA CHEMICKOU MIKROHETEROGENITU NIKLOVÉ SUPERSLITINY IN 738LC

NOVÉ POZNATKY O STRUKTUŘE TVÁŘENÉ SLITINY AlSi12CuMgNi (AA 4032) Katedra náuky o materiáloch, Slovenská republika

vzorek vzorek

VÝZKUM MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ A STRUKTURNÍ STABILITY SUPERSLITINY NA BÁZI NIKLU DAMERON. Karel Hrbáček a

KE VZTAHU KINETIKY TUHNUTÍ, VELIKOSTI KULICKOVÉHO GRAFITU A GRAFITOVÝCH BUNEK V MASIVNÍM ODLITKU Z TVÁRNÉ LITINY


*Mittal Steel Ostrava a.s., Vratimovská 689, Ostrava-Kunčice **VŠB-TU Ostrava, Tř. 17. listopadu 15, Ostrava-Poruba

ANALÝZA VLIVU MIKROSTRUKTURY ODLITKŮ ZE SILUMINU NA ODOLNOST PROTI POŠKOZENÍ

, Hradec nad Moravicí POLYKOMPONENTNÍ SLITINY HOŘČÍKU MODIFIKOVANÉ SODÍKEM

PŘÍSPĚVEK K REDISTRIBUCI HLINÍKU VE SVARECH OCELÍ. ÚFM AV ČR Brno, Žižkova 22, Brno, ČR, million@ipm.cz

Náhrada povlaků tvrdého chromu povlaky na bázi niklu

VLIV CHEMICKÉHO SLOŽENÍ A KINETIKY KRYSTALIZACE NA TVORBU SULFIDICKÝCH VMĚSTKŮ V OCELÍCH

Strukturní charakteristiky hořčíkové slitiny AZ91. Structure of Magnesium Alloy AZ91.

Materiál odebraný v opuštěném lomu s označením 146C a 146D

výroba oceli Proudění oceli v keramickém filtru a jeho vliv na mikročistotu oceli 1. Cíl práce 2. Použitá metodika

Karbid křemíku, bílý korund a hnědý korund

Nauka o materiálu. Přednáška č.12 Keramické materiály a anorganická nekovová skla

TECHNOLOGIE I (slévání a svařování)

VÝZKUM A VÝVOJ TECHNOLOGIE PŘESNÉHO LITÍ OBĚŽNÝCH KOL A STATOROVÝCH ČÁSTÍ TURBODMYCHADEL NOVÉ GENERACE

DETERMINATION OF MECHANICAL AND ELASTO-PLASTIC PROPERTIES OF MATERIALS BY NANOINDENTATION METHODS

PŘÍSPĚVEK KE KORELACI PARAMETRŮ HETEROGENITY PRVKŮ VE STRUKTUŘE BUNĚK TVÁRNÉ LITINY (LKG)

KOROZNÍ CHOVÁNÍ Mg SLITIN V PROVZDUŠNĚNÉM FYZIOLOGICKÉM ROZTOKU

Vyhodnocení průměrných denních analýz kalcinátu ananasového typu. ( Metoda hlavních komponent )

Inovativní výrobky a environmentální technologie (reg. č. CZ.1.05/3.1.00/ ) ENVITECH

Praktické poznatky z využití lisovaných filtrů Pyral 15 při filtraci hliníkových odlitků

Nauka o materiálu. Přednáška č.14 Kompozity

Statistická analýza dat podzemních vod. Statistical analysis of ground water data. Vladimír Sosna 1

3. Vlastnosti skla za normální teploty (mechanické, tepelné, optické, chemické, elektrické).

VLIV TECHNOLOGIE ŽÁROVÉHO ZINKOVÁNÍ NA VLASTNOSTI ŽÁROVĚ ZINKOVANÝCH OCELÍ

42 28XX nízko středně legované oceli na odlitky odlévané jiným způsobem než do pískových forem 42 29XX vysoko legované oceli na odlitky

Studium tenkých mazacích filmů spektroskopickou reflektometrií

Glass temperature history

Charakteristika datového souboru

Jitka Malcharcziková a Miroslav Kursa b Josef Pešička c

K MODELOVÁNÍ TVORBY SULFIDICKÝCH VMĚSTKŮ V ZÁVISLOSTI NA CHEMICKÉM SLOŽENÍ A PODMÍNKÁCH TUHNUTÍ

Metalografie ocelí a litin

PROBLEMATICKÉ SVAROVÉ SPOJE MODIFIKOVANÝCH ŽÁROPEVNÝCH OCELÍ

UNIVERZITA PARDUBICE Fakulta chemicko-technologická Katedra analytické chemie. Nám. Čs. Legií 565, Pardubice. Semestrální práce ANOVA 2015

Všeobecně lze říci, že EUCOR má několikanásobně vyšší odolnost proti otěru než tavený čedič a řádově vyšší než speciální legované ocele a litiny.

VLIV VODÍKU NA MATERIÁLOVÉ A STRUKTURNÍ VLASTNOSTI OCELI CM 5 (ČSN )

POPIS NOVÝCH STRUKTURNÍCH FÁZÍ A JEJICH VLIV NA VLASTNOSTI CÍNOVÉ KOMPOZICE STANIT

Vliv množství alkalických aktivátorů na pevnost POPbetonu

ztuhnutím pyrosolu taveniny, v níž je dispergován plyn, kapalina nebo tuhá látka fotochemickým rozkladem krystalů některých solí

SMA 2. přednáška. Nauka o materiálu NÁVRHY NA OPAKOVÁNÍ

Spektroskopie subvalenčních elektronů Elektronová mikroanalýza, rentgenfluorescenční spektroskopie

HODNOCENÍ VYBRANÝCH FUNKČNÍCH VLASTNOSTÍ POVLAKŮ NANESENÝCH ŽÁROVÝMI NÁSTŘIKY

VLIV HLINÍKU, DUSÍKU A MODULU ODLITKU NA VZNIKU LASTUROVÝCH LOMŮ V OCELOVÝCH ODLITCÍCH

Metalografie. Praktické příklady z materiálových expertíz. 4. cvičení

VÝVOJ TECHNOLOGIE PŘESNÉHO LITÍ ČÁSTÍ ZE SUPERSLITIN, POUŽÍVANÝCH VE SKLÁŘSKÉM PRŮMYSLU.

Tab. 1 Označení pro typ tavidla podle charakteristické chemické složky

Analytické znaky laboratorní metody Interní kontrola kvality Externí kontrola kvality

S E M E S T R Á L N Í

MATERIÁLOVÁ PROBLEMATIKA SPALOVEN S VYŠŠÍMI PARAMETRY PÁRY

Příklad 2: Určení cihlářských surovin na základě chemické silikátové analýzy

č.. 6: Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio CZ.1.07/2.2.00/

HLINÍK A JEHO SLITINY

Některé poznatky z charakterizace nano železa. Marek Šváb Tereza Nováková Martina Müllerová Jan Šubrt Karel Závěta Eva Gregorová

VLIV KOROZNÍHO PŮSOBENÍ OCELÍ S VYSOKÝM OBSAHEM MANGANU A CHROMU NA ŽÁRUVZDORNOU KERAMIKU. Libor BRAVANSKÝ, Kateřina KADLÍKOVÁ

VALIDACE GEOCHEMICKÝCH MODELŮ POROVNÁNÍM VÝSLEDKŮ TEORETICKÝCH VÝPOČTŮ S VÝSLEDKY MINERALOGICKÝCH A CHEMICKÝCH ZKOUŠEK.

Jitka Malcharcziková a Zdeněk Jedlička a Miroslav Kursa a

Sklářské a bižuterní materiály 2005/06

Elektronová mikroanalýz Instrumentace. Metody charakterizace nanomateriálů II

2. Určete frakční objem dendritických částic v eutektické slitině Mg-Cu-Zn. Použijte specializované programové vybavení pro obrazovou analýzu.

VŠB Technical University of Ostrava, Faculty of Mechanical engineering, 17. Listopadu 15, Ostrava Poruba, Czech Republic

BEZCEMENTOVÝ BETON S POJIVEM Z ÚLETOVÉHO POPÍLKU

Lineární regrese. Komentované řešení pomocí MS Excel

statigrafie barevných vrstev identifikace pigmentů určení složení omítek typ pojiva a kameniva, zrnitost kameniva

Fotoelektronová spektroskopie Instrumentace. Katedra materiálů TU Liberec

MATEMATICKO STATISTICKÉ PARAMETRY ANALYTICKÝCH VÝSLEDKŮ

Regresní analýza 1. Regresní analýza

Tvorba nelineárních regresních modelů v analýze dat

Laboratoř RTG tomografice CET

Korelace. Komentované řešení pomocí MS Excel

Rentgenová difrakce a spektrometrie

ASTM A694 F60 - TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ A MECHANICKÉ VLASTNOSTI ASTM A694 F60 HEAT TREATMENT AND MECHANICAL PROPERTIES

Univerzita Pardubice Fakulta chemicko-technologická Katedra analytické chemie ANOVA. Semestrální práce

REDISTRIBUCE HLINÍKU A UHLÍKU VE SVARECH OCELÍ V INTERVALU TEPLOT o C

Kalibrace a limity její přesnosti

Mnohorozměrná statistická data

SANAČNÍ A VÝPLŇOVÉ SMĚSI PŘIPRAVENÉ PRO KOMPLEXNÍ ŘEŠENÍ PROBLEMATIKY METANU VE VAZBĚ NA STARÁ DŮLNÍ DÍLA

1 Tyto materiály byly vytvořeny za pomoci grantu FRVŠ číslo 1145/2004.

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ Ústav materiálového inženýrství - odbor slévárenství

PŘÍSPĚVEK K POVRCHOVÉ ÚPRAVĚ SKLOVITÝM SMALTOVÝM POVLAKEM CONTRIBUTION TO SURFACE ARRANGEMENT WITH VITREOUS ENAMEL COAT

HODNOCENÍ VRSTEV PATIN NA KONSTRUKCÍCH Z PATINUJÍCÍCH OCELÍ

Nauka o materiálu. Přednáška č.10 Difuze v tuhých látkách, fáze a fázové přeměny

Semestrální projekt. Vyhodnocení přesnosti sebelokalizace VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií

Transkript:

PŘÍSPĚVEK K MIKRO- A MAKROHETEROGENITĚ ŽÁRUVZDORNÉ KORUNDO-BADDELEYITOVÉ KERAMIKY Jana Dobrovská a, Zdeněk Bůžek a, Věra Dobrovská a, František Kavička b, Karel Stránský b Zdeněk Winkler c a) VŠB Technická univerzita Ostrava, tř. 7.listopadu, 708 33 Ostrava, ČR b) VUT Brno, Technická 2, 66 02 Brno, ČR c) VTÚO Brno, Rybkova 2, 66 02 Brno, ČR Contribution to the Micro- and Macroheterogeneity of a Refractory Corrundum- Baddeleyite Ceramics. Abstract The paper deals with original results of the micro- and macroheterogeneity measurement of the special refractory and abrasive wear poured off corrundum-baddeleyite ceramics (it means the ceramics for castings). The analyses of the chemical heterogeneity were realised by means of energy dispersion X-ray microanalyzer JEOL JSM 840/LINK with the following aims: - to estimate the macroheterogeneity of elements in dependence on thickness of the ceramic casting wall; - to estimate the chemical composition of the individual phases in analysed ceramics and so to obtain the information about the microheterogeneity of this ceramics. The correspondences among analysed ceramic components were cleared up by means of statistical correlation method. The results of the heterogeneity measuring were documented by means of the structure analyses of the corrundum-baddeleyite ceramics.. ÚVOD Korundo-baddeleyitový materiál (KBM) je perspektivní elektrotavený žáruvzdorný a otěruvzdorný materiál, který je odolný proti korozi a otěruvzdorný i za vyšších teplot. Patří do základní, málo probádané fázové soustavy Al 2 O 3 -SiO 2 -ZrO 2. Ve světě se vyrábí pod různým obchodním označením, převážně ve třech typech lišících se hlavně obsahem ZrO 2. V ČR se tento materiál vyrábí v závodě EUTIT s.r.o. ve Staré Vodě pod označením EUCOR s obsahem 32-33 hm.% ZrO 2 (vyrábí se výhradně zpracováním odpadu z vybouraných sklářských pecí). Stejně jako u jiných krystalizujících materiálů, tak i u KBM má na výsledné mechanické vlastnosti vliv především chemická heterogenita jednotlivých složek. Pro výzkum makro a mikroheterogenity KBM byl aplikován matematický model pro predikci heterogenity a rozdělovacích koeficientů v kovových slitinách [,2] s cílem ověřit použitelnost tohoto modelu i u keramických materiálů. 2. POPIS VZORKŮ A PODMÍNEK ANALÝZ Byly analyzovány tři vzorky KBM. Vzorek je příčný řez rourou o tloušťce stěny 20 mm, která je odlita z KBM, odebraný vzorek má rozměr 20x32x48 mm 3, lze rozeznat vnější a vnitřní povrch roury. Vzorek 2 je odebraný z nálitku, z místa vysokého chemického odmíšení, výskyt hrubých krystalitů a vysoké pórovitosti, vzorek má nepravidelný, převážně plošný tvar, rozměry asi 22x28x(2 až 7) mm 3, okrově načervenalé zbarvení. Vzorek 3 je odebraný z nálitku, který během tuhnutí narostl na jmenovitý objem odlitku i nálitku. Vzorek má velmi nepravidelný tvar, velikost kolem 40x35x30 mm 3.

K prvkové analýze byl použit elektronový rastrovací mikroskop JEOL JSM 840 ve spojení s rtg. energiově dispersním mikroanalyzátorem LINK AN0/85S. Byla užita bezstandardová analýza při urychlovacím napětím 25 kv. Z jednotlivých měření byly vypočítány hmotové koncentrace oxidů příslušných prvků (Na 2 O, Al 2 O 3, SiO 2, ZrO 2, K 2 O, CaO, TiO 2, Fe 2 O 3, HfO 2 ). U měření průměrného složení se prováděla analýza v ploše při zvětšení 50x a 200x. Jednotlivé strukturní složky byly proměřovány bodově. U těchto měření byla doba načítání spektra 00 s, ve všech případech byla měřena vždy tři místa (body). Pro interpretaci jsou výsledky uspořádány formou tabulek tab.i a II, ve kterých jsou již uvedeny pouze střední hodnoty a směrodatné odchylky provedených měření. Na vzorku byla měřena v blízkosti vnějšího e trubky mikroheterogenita a napříč celým průřezem trubky makroheterogenita oxidů prvků, v obou případech byl zvolen čas načítání spektra 40 s. Mikroheterogenita prvků byla měřena po linii ve 0 bodech s krokem 3 µm, makroheterogenita byla měřena po linii ve 0 ploškách 200x50 µm s krokem 200 µm (plošky na sebe navazovaly). Následovalo matematicko statistické zpracování výsledků analýz provedených na vzorku. Základní statistické parametry, ke kterým patří střední (průměrná) hodnota c s ve vybraném úseku, směrodatná odchylka σ n-, maximální a minimální hodnoty koncentrací jednotlivých oxidů (vše v hm%), jsou uvedeny v tab.iii. Z hodnot v tabulce byly vypočítány indexy heterogenity a to jak mikro, tak makroheterogenity podle vztahu: I H = σn cs. () Dále byly metodou detailně popsanou v [2] vypočítány efektivní rozdělovací koeficienty k x, charakterizující rozdělení jednotlivých složek mezi tuhou a kapalnou fázi v průběhu tuhnutí materiálu. Obě veličiny, tj. I H i k x jsou rovněž uvedeny v tab.iii. Z naměřených koncentračních souborů byla také vypočtena korelační matice jak pro měření mikroheterogenity (tab.iv), tak pro měření makroheterogenity (tab.v). 3. VÝSLEDKY ANALÝZ Úvodem k hodnocení je uvedeno směrné chemické složení keramiky udávané výrobcem v [hm.%]: SiO 2 3 až 7; Al 2 O 3 49 až 52; ZrO 2 30 až 33; Fe 2O 3 0,2; TiO 2 0,; CaO 0,2; Na 2 O+K 2 O až 2. Jako mineralogické složení se uvádí [hm.%]: korund 48 až 50; baddeleyit 30 až 32; skelná fáze 8 až 20. 3. Popis struktury U vzorku je střední část vzorku (střed průřezu stěnou keramické trubky) značně pórovitá. V této části jsou dendrity sledovaných fází hrubší, než v oblastech oových. Není podstatný rozdíl mezi morfologií fází v oblasti blízko vnějšího povrchu a v oblasti blízko vnitřního povrchu. Základní hmota (tmavá) obsahuje především vysokou koncentraci Al 2 O 3 a SiO 2. V této hmotě lze rozlišit dva typy světlejších dendritů. Prvým typem jsou kompaktní dendrity, které jsou na snímcích světlejší. Druhý typ je tvořen velmi jemnými částicemi vyloučenými sekundárně z matrice. Tento druhý typ je proto na snímcích poněkud tmavší, třebaže oba typy obsahují vysokou koncentraci ZrO 2. U vzorku 2 byly zjištěny stejné strukturní složky, jako u vzorku. V základní tmavé hmotě se opět vyskytují dva typy dendritů, ty jsou však mnohem hrubší ve srovnání se vzorkem. Stejné strukturní složky, jako u vzorku, byly opět zjištěny i u vzorku 3. Dendrity jsou však jemnější ve srovnání se vzorkem. 3.2 Chemické složení Průměrné složení analyzovaných vzorků je uvedeno v tab.i. Složení bylo změřeno ve středu vzorku a na oi vzorku (vnějším i vnitřním, tj. z vnitřní strany trubky). Bylo přitom zjištěno, že koncentrace tří hlavních složek, tj. Al 2 O 3, SiO 2 a ZrO 2, se v měřených oblastech

navzájem odlišuje, přičemž rozdíly v koncentracích jednotlivých složek klesají v pořadí SiO 2, ZrO 2 a Al 2 O 3. Pro oxid křemičitý a zirkoničitý jsou přitom rozdíly v koncentracích na oích a uvnitř vzorku několikanásobně větší než korespondující směrodatné odchylky průměrných hodnot koncentrací. Tab. I.Průměrné složení analyzovaných vzorků [hmot. %] Vz. Místo Zvětš. Na 2 O Al 2 O 3 SiO 2 ZrO 2 K 2 O CaO TiO 2 Fe 2 O 3 HfO 2 střed 50x x s s x 0.230 0.033 45.83 0.805 20.243 2.793 3.366 2.064 0.797 0.40 0.529 0.095 0.04 0.054 0.365 0.22 0.552 0.27 x 50x s 0.23 46.34 6.820 34.087 0.77 0.448 0.080 0.296.007 vnější s x 0.028 0.243 0.432 0.454 0.045 0.034 0.076 0.37 0.25 x 200x s 0.93 46.973 5.633 35.86 0.606 0.48 0.096 0.45 0.747 vnější Sx 0.056 0.865 0.68 0.390 0.8 0.039 0.025 0.025 0.073 x 200x s 0.88 47.038 4.8 35.98 0.683 0.402 0.02 0.22 0.57 vnitřní s x 0.038 0.093 0.430 0.29 0.028 0.2 0.024 0.030 0.05 2 náhodně 50x s x 0.070 2.26 4.926 2.988 0.20 0.32 0.052 0.84 0.232 x s 0.30 44.0 25.34 27.567.039 0.625 0.57 0.403 0.458 3 náhodně 200x x s 0.232 46.373 8.77 32.46 0.703 0.464 0.58 0.294 0.644 s x 0.023 0.06.229.26 0.062 0.03 0.080 0.042 0.42 Pokud jde o jednotlivé typy oxidů, potom ZrO 2 má největší koncentraci (ve [hm.%]) na vnitřním oi trubky (36,0), poté na vnějším oi (34,6) a nejnižší koncentraci ve střední části trubky (3,4). Naproti tomu SiO 2 má největší koncentraci ve střední části trubky (20,2), poté na vnějším oi (6,2) a jeho nejnižší koncentrace je na vnitřním oi trubky (4,8). Koncentrace Al 2 O 3 vykazuje nejmenší rozdíly koncentrací: největší je na vnitřním oi trubky (47,0), poté na vnějším oi kde má hodnotu (46,6) a nejnižší ve střední části trubky o hodnotě (45,8). Součty koncentrací těchto tří hlavních komponent se přitom liší nepatrně: na vnějším oi a ve středu trubky jsou stejné (97,4) a na vnitřním oi je jejich součet poněkud větší (97,8). Pokud zcela přirozeně předpokládáme směr tuhnutí od vnějšího a vnitřního oe do středu trubky, potom je zřejmé, že jednotlivé složky odměšují (pokud předpokládáme, že jsou v tavenině keramiky před začátkem tuhnutí dokonale rozpuštěny potom odměšují do taveniny jejich neoxidické složky). Oe (tj. části v blízkém okolí povrchu) jsou vzhledem ke středním partiím obohaceny o ZrO 2 a Al 2 O 3 a ochuzeny o SiO 2. Ve středových částech je tomu obráceně. Nejvíce přitom odměšuje SiO 2, méně ZrO 2 a nejméně Al 2 O 3. Rozdíly přitom jsou, ve [hm.%], u SiO 2 : 4,7, menší u ZrO 2 : 3,9, a nejmenší u Al 2 O 3 :,0. Průměrné složení tří hlavních komponent v analyzovaném vzorku činí [hm.%]: Al 2 O 3 46,575 ± 0,582 ; SiO 2 6,877 ± 2,39 ; ZrO 2 34,55 ± 2,05. Lze tedy vypočítat stupeň heterogenity způsobený odmíšením vztažený k průměrné koncentraci ve vzorku v % pro Al 2 O 3 : (,0/46,575).00 = 2,5; pro SiO 2 : (4,7/6,877).00 = 27,85 a pro ZrO 2 : (3,9/34,55).00=,42. Uvážíme-li, že jde o poměrně tenkostěnný odlitek z EUCORU (tloušťka stěny činí cca 20 mm), potom heterogenita SiO 2 i ZrO 2 také Al 2O 3 se jeví vskutku dosti vysoká (ve skutečnosti se odmíšení uskuteční na poloviční tloušťce 0 mm) a činí (v relativních %): u Al 2 O 3 : 0,25 %/mm, u SiO 2 : 2,79 %/mm a u ZrO 2,4 %/mm. V hmotnostních procentech jsou to tato čísla: u Al 2 O 3 : 0,0 hm.%/mm, u SiO 2 : 0,47 hm.%/mm a u oxidu ZrO 2 : 0,39 hm.%/mm. Analýzy vzorků 2 a 3 (odebraných z nálitků, jak vzorek (2) z nálitku, tak vzorek (3) z nálitku, který narostl), tuto potenciálně možnou chemickou heterogenitu potvrzují, neboť například průměrná koncentrace oxidu zirkoničitého je v těchto místech u vzorku 2 na vůbec nejnižší nalezené úrovni - 27,6 hm.% (viz tab.i).

Informace o chemickém složení fází poskytuje tab.ii. Z výsledků plyne, že světle se zobrazující fáze (všechny snímky jsou pořízeny v módu sekundárních elektronů) je v podstatě ZrO 2 obsahující nevelké množství příměsí. Průměrná koncentrace ZrO 2 v analyzovaných vzorcích, 2 a 3 činí (97,26±0,628) hm.% a je v mezích směrodatných odchylek v jednotlivých vzorcích pro všechny vzorky stejná. Jako hlavní složku příměsi obsahuje ZrO 2 příměs hafnia, patrně jako HfO 2, a to o poměrně vysoké koncentraci (2,57±0,089) hm.%. Tmavá fáze má chemické složení křemičito-hlinitého skla, ve vzorku je součet těchto komponent ve [hm.%]: (SiO 2 + Al 2 O 3 ) = (59,2 + 30,5) = 89,7, přičemž jako další složky obsahuje v klesající posloupnosti koncentrací: ZrO 2, K 2 O, CaO, Fe 2 O 3, Na 2 O, TiO 2 a HfO 2. Složení této skelné, tmavě se zobrazující fáze, je patrně zapotřebí očekávat značně proměnlivé, neboť, jak ukazují analýzy této fáze ve vzorcích 2 a 3, koncentrace obou hlavních složek SiO 2 a Al 2 O 3, i složek dalších, mohou dosti kolísat. Tab. II. Složení analyzovaných vzorků [hmot. %] (měřeno bodově) Vz. Místo Zvětš. Na 2 O Al 2 O 3 SiO 2 ZrO 2 K 2 O CaO TiO 2 Fe 2 O 3 HfO 2 střed světlá x s 0.0 0.000 0.032 97.765 0.042 0.060 0.07 0.02 2.052 s x 0.08 0.000 0.056 0.220 0.055 0.037 0.029 0.037 0.078 střed tmavá x s 0.849 29.608 58.944 4.877 2.404.647 0.465.0 0.07 s x 0.099.68.54 0.923 0.90 0.0 0.078 0.3 0.084 světlá x s 0.03 0.727 0.448 96.347 0.026 0.0 0.048 0.00 2.8 vnější s x 0.023 0.528 0.097 0.732 0.024 0.038 0.048 0.28 0.22 tmavá x s 0.87 3.354 59.538 2.748 2.55.845 0.327 0.972 0.89 vnější s x 0.94.679 8.799.236 0.604 0.583 0.60 0.235 0.64 2 náhodně světlá x s 0.07 0.000 0.073 97.395 0.007 0.066 0.0 0.067 2.264 s x 0.030 0.000 0.26 0.44 0.008 0.03 0.08 0.063 0.64 2 náhodně tmavá x s 0.882 24.04 66.50.994 2.800 2.067 0.45.492 0.097 s x 0.060 2.89 2.526 0.069 0.82 0.080 0.036 0.94 0.68 3 náhodně světlá x s 0.000 0.083 0.052 97.537 0.023 0.064 0.035 0.074 2.32 s x 0.00 0.028 0.067 0.393 0.040 0.065 0.060 0.07 0.279 3 náhodně tmavá x s 0.740 3.60 54.89 7.696 2.089.533 0.340.226 0.396 s x 0.08.587 3.602.908 0.07 0.206 0.084 0.203 0.25 3.3 Chemická heterogenita vzorku Na vzorku byla měřena v blízkosti vnějšího e trubky mikroheterogenita a napříč celým průřezem trubky makroheterogenita oxidů prvků, v obou případech byl zvolen čas načítání spektra 40 s. Mikroheterogenita prvků byla měřena po linii ve 0 bodech s krokem 3 µm (obr.2). Z naměřených koncentrací pro jednotlivé složky pak byly sestrojeny jejich distribuční křivky dendritické segregace, které vyjadřují rozložení koncentrace v rámci jednoho (ideálního) dendritu (obr.4). Metodou popsanou v [2] byly z těchto křivek vypočítány efektivní rozdělovací koeficienty k x jednotlivých oxidů. Makroheterogenita byla měřena na tomtéž vzorku po linii ve 0 ploškách 200x50 µm s krokem 200 µm (plošky na sebe navazovaly), viz obr.3. Výsledky matematicko-statistického zpracování těchto rozsáhlých naměřených koncentračních souborů jsou uvedeny v tab.iii. Z tab.iii i z obr.2 a 3 je patrno, že u měření koncentrací v mikroměřítku je podstatně větší rozptyl naměřených koncentrací kolem střední hodnoty koncentrace jednotlivých oxidů než je tomu u měření v makroměřítku. Také vypočítané hodnoty indexů heterogenity I H jsou podstatně (řádově) vyšší u měření v mikroměřítku. Z toho lze usoudit, že použitá metodika měření mikroheterogenity poskytuje mnohem podrobnější kvantitativní informace o struktuře sledovaného materiálu a lze z těchto informací popřípadě posoudit mechanismus tuhnutí.

00 Al2O3 SiO2 ZrO2 00 Al2O3 SiO2 ZrO2 80 80 Cs [hm%] 60 40 Cs [hm%] 60 40 20 20 0 2 4 6 8 0 číslo měření 0 2 4 6 8 0 číslo měření Obr. Původní data získaná mikroanalytickým měřením koncentrace hlavních složek KBM Obr.2 Původní data získaná makroanalytickým měřením koncentrace hlavních složek KBM 00 Al2O3 SiO2 ZrO2 80 Cs [hm%] 60 40 20 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 gs [-] Obr.3 Distribuční křivky dendritické segregace hlavních složek KBM sestrojené z dat na obr. Tab. III Základní parametry měření mikro a makroheterogenity vzorku Parametr Na 2 O Al 2 O 3 SiO 2 ZrO 2 K 2 O CaO TiO 2 Fe 2 O 3 HfO 2 M c s 0.2799 46.409 9.304 3.6734 0.7974 0.505 0.64 0.353 0.78 I σ n- 0.329 20.9860 22.855 20.7656 0.9099 0.594 0.55 0.3907 0.5546 K max.074 97.628 65.83 96.362 2.827 2.434 0.56.44 2.763 R min 0 0 0.25 0 0 0 0 0 O I H.76 0.452.95 0.656.4.64 0.945.239 0.772 k x 0.344 0.686 0.346.946 0.359 0.345 0.426 0.320 2.47 M c s 0.2478 45.9987 20.0579 3.3556 0.7963 0.4884 0.085 0.2732 0.6732 A σ n- 0.0776 2.3076 3.6923 3.093 0.536 0.254 0.0788 0.65 0.2425 K max 0.467 50.593 30.87 40.883.202 0.759 0.34 0.537.236 R min 0.099 36.309 9.86 25.40 0.439 0.28 0 0.004 0.55 O I H 0.33 0.050 0.84 0.096 0.93 0.257 0.726 0.427 0.360 Výsledky korelačních analýz jsou v tab.iv a V. Korelační matice v tab.iv obsahuje výsledky získané zpracováním výsledků měření, která byla orientována na stanovení

distribučních křivek koncentrace v mikroměřítku, korelační matice v tab.v obsahuje výsledky analýz v makroměřítku. Je nutno dodat, že pro 0 naměřených hodnot koncentrací jsou na hladině významnosti α = 95% statisticky významné ty korelační koeficienty, jejichž absolutní hodnota je větší než 0,97. Z korelační matice v tab.iv, tj. z měření mikroheterogenity, plyne, že ZrO 2 má - z hlediska rozložení v mikroměřítku - statisticky významnou kladnou korelaci pouze s hafniem (HfO 2 ). Se všemi zbývajícími složkami je jeho korespondence záporná, nevyjímaje SiO 2 a Al 2 O 3. To zároveň znamená, že mikroskopické odměšování ZrO 2 (resp. Zr) a hafnia (HfO 2 ) je souhlasné, zatímco mikroskopické odměšování všech zbývajících složek je obrácené. Z korelační matice v tab.v, tj. z měření makroheterogenity, plyne, že ZrO 2 má - z hlediska rozložení v makroměřítku - statisticky nevýznamnou kladnou korelaci s hafniem (HfO 2 ) a s hliníkem (Al 2 O 3 ), zatímco se všemi zbývajícími složkami má výraznou zápornou korelaci. Podobné poměry jsou také u Al 2 O 3, jehož kladná korelace se objevuje pouze u zirkonia, zatímco u všech zbývajících oxidů je tato korelace záporná. Korelační koeficient pro hafnium má hodnotu R = 0,00. Oxid křemičitý má, jak plyne z tab.iv, kladnou korelaci se všemi složkami s výjimkou oxidů zirkonia, hliníku a hafnia. Do skelné fáze budou tedy odměšovat všechny složky s výjimkou uvedených tří oxidických složek oxidů na bázi Zr, Al a Hf. Vidíme, že z makroskopického hlediska (tj.v daném případě v oblasti rozměrů 0,2 mm) je rozdělení oxidů analyzovaných prvků do jisté míry odlišné od mikroskopického rozdělení. Zjištěný výsledek, že makroskopické odměšování probíhá odlišně od odměšování mikroskopického, ukazuje na složité poměry při krystalizaci EUCORU. Dá se předpokládat, že objasnění mechanismu této krystalizace by mohlo být také jedním s klíčů k optimalizaci podmínek technologie tavení, odlévání a následného tuhnutí a chladnutí ve slévárenské formě. krystalizace. Tab. IV Korelační matice měřených dat - mikroheterogenita (vzorek ) Na 2 O Al 2 O 3 SiO 2 ZrO 2 K 2 O CaO TiO 2 Fe 2 O 3 HfO 2 Na 2 O.000 Al 2 O 3-0.639.000 SiO 2 0.944-0.587.000 ZrO 2-0.494-0.286-0.608.000 K 2 O 0.938-0.604 0.984-0.574.000 CaO 0.99-0.627 0.936-0.499 0.948.000 TiO 2 0.59-0.426 0.608-0.305 0.597 0.572.000 Fe 2 O 3 0.842-0.550 0.87-0.495 0.860 0.860 0.552.000 HfO 2-0.094-0.436-0.86 0.636-0.64-0.099-0.7-0.224.000 Tab. V Korelační matice měřených dat - makroheterogenita (vzorek ) Na 2 O Al 2 O 3 SiO 2 ZrO 2 K 2 O CaO TiO 2 Fe 2 O 3 HfO 2 Na 2 O.000 Al 2 O 3-0.595.000 SiO 2 0.667-0.653.000 ZrO 2-0.457 0.30-0.832.000 K 2 O 0.6-0.637 0.865-0.688.000 CaO 0.542-0.503 0.763-0.652 0.742.000 TiO 2 0.296-0.303 0.282-0.62 0.383 0.322.000 Fe 2 O 3 0.378-0.484 0.533-0.36 0.495 0.427 0.48.000 HfO 2-0.062 0.00-0.50 0.33-0.8-0.95-0.302-0.204.000

4. ZÁVĚR V článku jsou uvedeny výsledky chemických mikro a makroanalýz tří vzorků žáruvzdorné korundo-baddeleyitové keramiky EUCOR. Rozbory proběhly metodou energiově disperzní rentgenové spektrální mikroanalýzy a byly zaměřeny ke stanovení průměrného složení ve vybraných oblastech vzorků, ke stanovení složení jednotlivých fází, které tuto keramiku tvoří, a také k získání základních informací o mikroheterogenitě a makroheterogenitě ve vzorku odebraného z odlitku o tloušťce stěny 20 mm. Výsledky získané na keramických výbrusech poskytují základní kvantitativní a semikvantitativní informace o struktuře, složení fází a mikro i makroheterogenitě této keramiky. Jedním z cílů této analýzy bylo zároveň metodické ověření nového přístupu ke kvantitativnímu hodnocení heterogenity keramických materiálů. Jde o přístup, který se osvědčil při hodnocení mikro a makroheterogenity kovových materiálů, zejména ocelí. Z předložených výsledků se ukazuje, že u keramických, stejně jako u kovových materiálů, jsou k posouzení heterogenity nezbytné dostatečně velké koncentrační soubory sledovaných složek, změřené optimálním způsobem a ve vhodných oblastech struktury vzorku. Lze tedy konstatovat, že použitá metodika je v zásadě vhodná i k měření heterogenity keramických materiálů. Příspěvek vznikl díky podpoře Grantové Agentury ČR, v rámci řešení grantů 06/99/0728 a 06/96/K032. Literatura [] DOBROVSKÁ, V., DOBROVSKÁ, J., REK, A., STRÁNSKÝ, K.: Kovové Mater., 995, roč. 33, č., s. 8-4. [2] DOBROVSKÁ, J., DOBROVSKÁ, V., STRÁNSKÝ, K.: Mechanika, Z. 57, Nr. 246/98, Opole, Politechnika Opolska, 998, p. 75-78.