Termik dayanıklılık, bir malzemenin sıcaklığa maruz kaldığında fiziksel ve kimyasal özelliklerini ne kadar iyi koruyabildiğini ifade eden bir terimdir. Yüksek sıcaklıklara, genellikle ısıtma veya endüstriyel işlemler sırasında maruz kalmak, bir malzemenin dayanıklılığı üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir.
Termik dayanıklılık, malzemenin bu sıcaklık değişikliklerine karşı direncini ve stabilitesini belirleyen bir özelliktir. Bu özellik, malzemelerin çeşitli endüstriyel uygulamalarda güvenli ve etkili bir şekilde kullanılabilmesi için kritik bir faktördür.
Termik dayanıklılık; bentonitin termik yüklenme sırasında bağlayıcılığını kaybetme özelliğine denir.
Bentonitin termik yüklenme sırasında bağlayıcılığı, malzemenin yüksek sıcaklıklara maruz kaldığında iç yapısındaki bağların veya moleküler yapıların değişip değişmediğini ve bu süreçte bağlı olduğu işlevselliği ne kadar sürdürebildiğini ifade eder.
Bentonit, özellikle kil minerallerinden oluşan bir malzemedir ve termik yüklenme durumunda çeşitli değişikliklere maruz kalabilir.
- Moleküler Yapıdaki Değişimler: Yüksek sıcaklıklarda bentonitin kristal yapısı değişebilir. Bu değişim, mineraller arasındaki kimyasal bağlarda ve malzemenin genel yapısal bütünlüğünde gözlemlenebilir.
- Su İçeriğindeki Değişiklikler: Bentonit genellikle su emen bir malzemedir. Termik yüklenme sırasında, malzeme içindeki su miktarı değişebilir. Bu, bentonitin fiziksel ve kimyasal özelliklerini etkileyebilir.
- Bağlayıcılığın Korunma Yeteneği: Bentonitin termik yüklenme sırasında bağlayıcılığını koruyabilme yeteneği, özellikle endüstriyel uygulamalarda önemlidir. Örneğin, bentonit çamur matrislerinde kullanılıyorsa, bu matrisin stabilitesini ve bağlayıcılığını sürdürmesi önemlidir.
- Uygulama Alanlarındaki Etkiler: Bentonitin termik dayanıklılığı, petrol ve gaz endüstrisinde sondaj sıvılarında, inşaat malzemelerinde ve çevresel mühendislik uygulamalarında kullanıldığı bir dizi alanda kritik bir rol oynar. Termik yüklenmeye karşı direnci, bentonitin belirli bir uygulama alanındaki performansını belirlemede etkilidir.
Sonuç olarak, bentonitin termik yüklenme sırasında bağlayıcılığını anlamak, malzemenin dayanıklılığını değerlendirmek ve belirli endüstriyel uygulamalarda güvenli ve etkili bir şekilde kullanılmasını sağlamak açısından önemlidir.
Bu değerlendirme, malzemenin sıcaklığa maruz kaldığında nasıl davrandığını ve performansını nasıl etkilediğini anlamak için önemli bir adımdır.
Kalıp Kumu Komponentlerinin Termik Aşınmaları
Dökümde ve katılaşma sırasında oluşan termik yüklenme, döküm parçası yakınında bulunan kalıp bölgelerindeki kalıp kumunu oluşturan komponentlerin yapılarında, geri dönüşü olmayan değişiklikler meydana getirir.
- Kilin bağlayıcılık özelliği kaybolur.
- Parlak karbon verici malzeme külleşir ya da koklaşır.
- Silis kumunun tane yapısı küçülür
Bu tip değişiklikler geri dönüşü olmayan değişikliklerdir.
Bentonitin belirli bir termik yüklenme esnasında bağlayıcılığını kaybetme özelliğine, Termik Dayanıklılık Özelliği denir.
Bentonitin termik dayanıklılık özelliği prosesteki önemli adımları etkilediği gibi, ölü kil miktarını da etkiler.
Bu ölü kil miktarı özellikle termik yüklenme ile belirlenir ve
Kalıp Doluluk Katsayısı=Döküm parça kütlesi/ Kalıp kumu kütlesi ile belirlenir.
En önemli etkenler;
- Termik yüklenme
- Bağlayıcı miktarının su miktarına oranı
- Kalıp kumu yoğunluğu
- Döküm parçasının sarsakta bozulmaya gidinceye kadar kalıp içinde geçirdiği zaman
- Kalıptan bozulma sıcaklığı
- Döküm sıcaklığı
- Bentonitin tamamen yandığı ve ölü hale geldiği sıcaklık
Proses içinde kullanıp, tekrar geri kazanılması gereken eski kum, kalıp kumu hazırlama ve karıştırma sisteminde özelliklerini geri kazanır.
Bu sırada kum içine gerekli olan taze yeni malzemeler ilave edilir. Optimum kalıp kumu özelliklerinin kazanılması, ilave edilen bentonitin primer tane büyüklüğünde kum içine dağıtılması ve aynı zamanda eşit miktarda kum taneleri yüzeyine aynı kalınlıkta kaplanması ile gerçekleşir.
Bu sisteme ilave edilen bentonitin kum içine homojen dağıtılabilmesi ve kum hazırlama sisteminin teknik ve teknolojik özelliklerine bağlıdır. Kum yüzeyini kaplayan bentonitin film tabakası kalınlığı kuma ilave edilen bentonit miktarına bağlı olarak 2-6 µm arasında değişir.
Döküm sırasında döküm parçası yakın çevresinde, çok yüksek ısı yükselmesi olur.
Bu ısıdan dolayı kalıp kumu bağlayıcılık özelliğini kaybettiği gibi, erime ile silis kum tanesi üzerinde bağlayıcı kılıf oluşur. Yüksek ısılarda, her bir kum döngüsünde, üzerinde bağlayıcı kılıfı olan kum miktarı artar. Bu olay Oolitleşme olarak adlandırılır.
Oolitleşme ölçüsü, kum hazırlamada erişilen kaplama derecesi, döküm sırasında oluşan termik yüklenme ve kuma ilave edilen taze malzemelerin miktarlarına bağlıdır. Özellikle sisteme karışan maça kumun ve ilave edilen yeni kum miktarı Oolitleşme derecesini belirler.
Kalıp kumu içinde, zamanla bağlayıcılık özelliği kalmamış, aktif olmayan tozlar oluşur. Böylece yeterli olmayan bir kum hazırlama sisteminde, hali hazırda zor olarak dağılabilen bentonit, kum taneciklerinin yüzeyini kaplayamaz ve bir miktar bentonit ince bağlayıcı yığını şeklinde kum içinde birikir. Bu yığınlar termik yüklenme sonunda, döndü kumu içinde, aktif olmayan tozu oluştururlar.
Oolitleşme ve tozlaşma, kum kalitesine ve buna bağlı döküm kalitesini etkiler.
