عوامل موثر بر دمای نرم‌شدن تحت بار مقاومت‌های حرارتی

The دمای نرم‌شدگی تحت بار دمایی است که ماده مقاومتی در آن به تغییر شکل فشاری خاصی تحت اثر ترکیبی بار سنگین و بار حرارتی دست می‌یابد. این یک ویژگی مکانیکی در دمای بالا برای ماده مقاومتی است که با روش گرمایش پیوسته تحت بار ثابت اندازه‌گیری می‌شود و ظرفیت ماده مقاومتی را در مقاومت مقابل اثر ترکیبی بار سنگین و بار حرارتی در دمای بالا و حفظ پایداری نشان می‌دهد.

منحنی دمای نرم شدن بار و دمای تغییر شکل مواد مقاوم مختلف، یعنی فرآیند نرم شدن، همانند هم نیستند

عوامل مؤثر بر دمای نرم شدن تحت بار: دمای اولیه نرم شدن تحت بار و منحنی دمای نرم شدن تغییر شکل مواد مقاوم مختلف مواد مقاوم متفاوت هستند که این تفاوت عمدتاً به ترکیب شیمیایی و معدنی محصول بستگی دارد و در حدودی با ساختار کلان آن نیز مرتبط است. در میان این عوامل، مهم‌ترین عوامل به شرح زیر هستند: نوع و طبیعت فاز بلوری اصلی و حالت جوشش بین فاز بلوری اصلی یا بین فاز بلوری اصلی و فاز بلوری ثانویه؛ طبیعت ماتریس و نسبت کمی و حالت توزیع ماتریس نسبت به فاز بلوری اصلی یا فاز بلوری اصلی و فاز بلوری ثانویه. علاوه بر این، چگالی و پرتوانگی محصول نیز تأثیر خاصی دارند. وقتی محصول مقاوم به گرما کاملاً از بلورهای چندفازی تک‌فازی تشکیل شده باشد، دمای نرم‌شدن تحت بار محصول متناظر با نقطه ذوب فاز بلوری است. به عنوان مثال، دمای نرم‌شدن تحت بار محصولات مقاوم به گرما با اولیگوپیژیت با نقطه ذوب بالا بسیار بالاست. دمای نرم‌شدن تحت بار برای کلوژهای سوزنده روبی پاک می‌تواند تا ۱۸۷۰ درجه سانتیگراد برسد.

وقتی که بلورهای با نقطه تذوب بالا در محصول با یکدیگر تماس می‌گیرند یا به هم پیوسته شده و شبکه قوی ایجاد می‌کنند، دمای نرم‌شدن تحت بار باید بالاتر باشد. به طور مخالف، درک می‌شود که وقتی فاز بلوری ری‌آن جدا است، دمای نرم‌شدن تحت بار باید پایین‌تر باشد. برای مثال، ترکیب فازی سنگدانه کوارتزی اصلأ شامل تریدیمیت و مقدار کمی کریستوبالیت است. تریدیمیت ساختار شبکه‌ای پیچیده‌ای از بلورهای توأم شکل لانس در سنگدانه ایجاد می‌کند، بنابراین دمای نرم‌شدن تحت بار معمولاً بسیار بالاست. دمای شروع نرم‌شدن بیشتر از ۱۶۵۰ درجه سانتیگراد است و برخی تا ۱۶۸۰ درجه سانتیگراد می‌رسد که این بالاتر از نقطه تذوب تریدیمیت (۱۶۷۰ درجه سانتیگراد) است. مثال دیگری سنگدانه‌های عادی مگنز است. نقطه تذوب فاز بلوری اصلی پروکلاز تا ۲۸۰۰ درجه سانتیگراد است. اما چون فاز بلوری اصلی جدا است، دمای شروع نرم‌شدن تحت بار فقط ۱۵۵۰ درجه سانتیگراد است.
وقتی در محصول ماتریسی وجود دارد که علاوه بر فاز بلوری با نقطه تذوب بالا، آیا ماتریس آسان است با کاهش دما کاهش یابد دمای بالا و تعداد و توزیع ماتریس اثر قابل توجهی بر دمای نرم شدن تحت بار دارد. به عنوان مثال، فاز بلوری اصلی در مخمل‌های گلی و مخمل‌های با پایه آلومینیوم بالا که شامل مقدار کم AL2O3 هستند، موییت است، زیرا آنها شامل ماتریس شیشه‌ای غنی از SiO2 بیشتری هستند و بلورهای موییت در آن عایق و پراکنده هستند و ماتریس در دمای ۱۰۰۰ درجه سلسیوس شروع به نرم شدن می‌کند، بنابراین دمای شروع نرم شدن و تغییر شکل کمتر است و با افزایش محتوای ماتریس کاهش می‌یابد، یعنی وقتی نسبت موییت به ماتریس کاهش می‌یابد. علاوه بر این، چون黏osity این نوع ماتریس با دما به طور کندی افزایش می‌یابد، محدوده دمای تغییر شکل گسترده‌تر است. مثال دیگر این است که فاز بلوری اصلی پریکلاز در مخمل‌های معمولی مگنزیمی بیشتر توسط ماتریس محاط است و این ماتریس از بلورهای سیلیکات ذوب‌پذیر تشکیل شده است. دمای نرم شدن تحت بار محصول توسط ماتریس کنترل می‌شود، بنابراین پایین است. علاوه بر این، پس از ذوب ماتریس، چسبندگی آن بسیار کم است، بنابراین نمونه به راحتی ممکن است به طور ناگهانی شکسته شود. مثال دیگر این است که مخمل‌های سیلیکایی دمای نرم شدن تحت بار بسیار بالاست. علاوه بر اسکلت تشکیل شده از Tridymite، این موضوع مرتبط با ماتریس فاز شیشه‌ای با چسبندگی بالا است. محصول دارای پوروزیتی بالا است که می‌تواند نقطه شروع نرم شدن تحت بار را کاهش دهد.