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Keramische Zeitschrift

, Volume 66, Issue 5–6, pp 295–300 | Cite as

Feuerfeste MgO-C Komposite mit zellularer Kohlenstoffstruktur, Teil 2: Mikrostrukturoptimierung durch thermo-mechanische Simulation

  • A. Jung
  • G. Falk
  • D. Petri
  • S. Diebels
Forschung und Technik

Kurzfassung

Feuerfestmaterialien sind in ihrer Anwendung sowohl quasistatischen als auch dynamischen thermischen Belastungszuständen ausgesetzt, welche zu Materialschädigungen bis hin zum Materialversagen führen. Zelluläre MgO-C-Komposite, bestehend aus einem Kohlenstoffschaum und mit Periklas (MgO) gefüllten Poren, konnten als vielversprechendes Material für Feuerfestmaterialen identifiziert werden. In dieser Arbeit wurde deren Thermoschockbeständigkeit in Abhängigkeit mikrostruktureller Parameter, wie Porengröße, Stegdicke und offene Porosität mit Hilfe der Finiten-Elemente-Methode (FEM) untersucht und optimiert. Durch Anwendung der empirisch motivierten Hasselman-Beziehung konnte Rissinitiation für unterschiedliche Thermoschockraten numerisch identifiziert werden.

Stichwörter

MgO-C Kohlenstoffschaum zellularer Kohlenstoff Thermoschock FEM Simulation 

Refractory MgO-C Composites with a Cellular Carbon Structure, Part 2: Microstructural Optimization by Thermo-mechanical Simulation

Abstract

In their applications, refractory materials are subjected to both quasi-static and dynamic thermal loading conditions, leading to material damage up to material failure. Cellular MgO-C composites consisting of a carbon foam, filled with periclase (MgO) are identified as potential refractory materials. In this contribution, the thermal shock resistivity of MgO-C cellular refractories as function of microstructural parameters like pore size, strut thickness and open porosity was investigated and optimized using the finite element method (FEM). Applying the empiric motivated Hasselman relationship, crack initiation could be numerically identified for different thermal shock rates.

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Copyright information

© Springer Fachmedien Wiesbaden 2014

Authors and Affiliations

  1. 1.Lehrstuhl für Technische MechanikUniversität des SaarlandesSaarbrückenGermany
  2. 2.Arbeitsgruppe Struktur- und FunktionskeramikUniversität des SaarlandesSaarbrückenGermany

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