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Thermoschock

Thermoschock

 

 Porzellan im Thermoschock

 

Porzellan und Thermoschock

 

Unter Thermoschock versteht man die schnelle, schockartige Änderung der Temperatur eines Materials. Dies führt zu mechanischen Verspannungen zwischen dem äußeren (Mantel) und dem inneren Bereich (Kern), da sich ein Material außen schneller erwärmt oder abkühlt als innen. Das Material wird dauerhaft beschädigt, wenn der Temperaturunterschied einen bestimmten Wert übersteigt. Dieser kritische Temperaturwert wird beeinflusst durch:

 

1. Linearer thermischer Ausdehnungskoeffizienten a [K –1] , der die prozentuale Dehnung des Materials bei einer Temperaturänderung von 1K angibt. Ein Material mit einem kleinen linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten ist beständiger gegen einen Thermoschock.

 

2. Wärmeleitfähigkeit l [Wm –1 K –1] die die Geschwindigkeit des Transportes von Wärme durch ein Material angibt. Eine große Wärmeleitfähigkeit sorgt für eine größere Beständigkeit gegen einen Thermoschock.

 

3. Poissonzahl n, die das Verhältnis zwischen Längendehnung und Querkontraktion angibt. Eine kleinere Poissonzahl sorgt ebenfalls für eine höhere Thermoschocktoleranz.

 

4. Elastizitätsmodul E [GPa] , der ein Maß für die Steifigkeit ist. Ein kleinerer E-Modul bewirkt eine höhere Thermoschocktoleranz.

 

5. Festigkeit sf [MPa] Eine größere Festigkeit erhöht die Thermoschocktoleranz. Nach dem Thermoschock der Proben soll der E-Modul mit Hilfe eines akustischen Verfahrens gemessen werden. Hierbei wird die Schwingung der Probe mit Hilfe eines kleinen Hammers und einem Mikrophon ermittelt. Außerdem soll die Restfestigkeit nach dem Thermoschock durch den 4-Punkt-Biegeversuch ermittelt werden. Die Festigkeit ist die Größe, in der die Kraft, die auf eine Probe wirken muss, damit sie zerbricht, angegeben ist. Also die Festigkeit, die die Probe nach dem Thermoschock noch besitzt.

 

Generell darf Gebrauchsporzellan einem Thermoschock nicht ausgesetzt werden, d.h. keine gekühlten Porzellanteile in einen Backofen oder ähnliche Wärmequelle eingeben - oder keine erhitzten Porzellanteile mit eiskaltem Wasser abspülen.