PIĄTKOWSKI A., Investigation of influence of defectiveness in aluminous porcelain structure on fracture process under compressive loading using acoustic emission method

This work presents acoustic emission (AE) and microscopic study of ceramic samples subjected to compressive stress. The object of research were specimens made of insulator aluminous porcelain 130 type. Purpose of this work was registration the stages of the process of degradation in ceramic material structure. Microscopic study allowed observing structural parameters of material before loading and on particular stages of the process of defects development. Influence of technological faults existing in material structure on mechanical-acoustic characteristics and mechanical strength of the samples was recognized

Aluminous porcelain degradation study using mechanoacoustic and microscopic methods

This experimental paper comprises the results of acoustic emission (AE), microscopic and ultrasonic measurements of samples subjected to slowly increasing compressive stress. On the basis of conducted measurements the successive stages of the material structural degradation have been recognized. The objects of study were samples made of C 120 aluminous porcelain. The investigated material has found at present the application in the fabrication of technical elements like overhead power line insulators. In the case of such objects, not only high mechanical strength, but especially elevated durability as well as operational reliability are required. The expected "life time" of net insulators during exploitation is about 40 years. The analysis of obtained mechanoacoustic dependences pointed out a complex mechanism of degradation of the material. Microscopic investigation of samples, which were stressed to different levels of load, enabled to specify the development of gradual growth of microcracks and successive crushing out of elements of the structure. These processes appear to be similar to the ageing processes occurring in the material during long period of exploitation under a working load. Three stages of the structure degradation were distinguished. The preliminary and subcritical ones show low or moderate intensity of AE signals and considerable variety for the particular samples. The critical stage directly precedes the destructtion of samples. Its range is relatively narrow and reveals the AE activity of high energy. The effectiveness of dispersive and fibrous reinforcement of modern aluminous porcelain C 120 type has been described. Structural strengthening by corundum grains and mullite needle shaped crystals improves mechanical parameters and distinguishes this material from typical aluminosilicate ceramics. The presented results enable drawing up the conclusions concerning the resistance of investigated material to the ageing degradation process development during long term operation

Mechanoakustyczne i mikroskopowe badania odporności porcelany wysokoglinowej na degradację struktury

The paper presents mechanoacoustic and microscopic testing of degradation processes of modern C 120 electrotechnical porcelain of domestic medium voltage line insulator. Samples of small dimensions, cut off from the rod of insulator, were subjected to compressive loading, with recording of acoustic emission descriptors. Microscopic analysis enabled determining the advancement of degradation effects. Three stages of the structure degradation were distinguished. The effectiveness of dispersive and fibrous reinforcement of modern aluminous porcelain C 120 type has been described. Structural strengthening by corundum grains and mullite needle shaped crystals improves mechanical parameters and distinguishes this material from typical aluminosilicate ceramics. The presented results enable drawing up the conclusions concerning the resistance of investigated material to the ageing degradation process development during long term operation.W pracy przedstawiono mechanoakustyczne i mikroskopowe badania procesów degradacji w nowoczesnym tworzywie porcelanowym rodzaju C 120 liniowego izolatora SN. Małogabarytowe próbki, wycięte z pnia izolatora, były quasi-statycznie ściskane z jednoczesną rejestracją deskryptorów emisji akustycznej. Badania mikroskopowe ściskanych próbek wykorzystano do opisu mechanizmu degradacji tworzywa. Wyróżniono trzy kolejne etapy degradacji struktury tworzywa. Stwierdzono wysoką krótko- i długotrwałą odporność materiału izolatora w porównaniu do typowych tworzyw rodzaju C 120. Jest to wynikiem skutecznego dyspersyjnego i włóknistego wzmocnienia struktury czerepu badanej porcelan

Ocena mulitowej teorii wzmocnienia w zastosowaniu do porcelan elektrotechnicznych

The paper presents the evaluation of the mullite hypothesis explaining the strength of porcelains. There was researched the influence of the mullite phase on the short- and long-term mechanical strength of electrotechnical porcelain of different types (C 110, C 112, C 120 and C 130). The total mullite phase content, the size and distribution of precipitates and dispersed single crystals in the glassy matrix were considered. Mechanoacoustic and microscopic techniques as well as ultrasonic testing were used during the investigation. The role of the mullite phase in the increase of strength and resistance to aging processes of electrical porcelain of various types was described. Mullite hypothesis is valid in reference to siliceous (C 110), cristobalite (C 112) and aluminous C 120 type materials of a typical raw components content and phase composition. In the case of modern strengthened C 120 and C 130 type aluminous materials advantageous are only dispersed fine mullite needles. The precipitates of mullite phase, especially of bigger size, are undesirable.W pracy przedstawiono ocenę teorii mulitowej wzmocnienia porcelany, w odniesieniu do tworzyw elektrotechnicznych. Przedmiotem badań był wpływ fazy mulitowej na krótko- i długotrwałą wytrzymałość mechaniczną elektroporoelan rodzaju C 110, C 112, C 120 oraz C 130. Rozpatrywana była sumaryczna zawartość fazy mulitowej. wielkość i rozłożenie jej wydzieleń oraz niezaglomeryzowanych kryształów w osnowie szklistej. W badaniach wykorzystano metodę mechanoakustyczną, techniki mikroskopowe (MO i SEM) oraz metodę ultradźwiękową. Przedstawiono rolę fazy mulitowej w podwyższeniu odporności na procesy starzeniowe porcelany elektrotechnicznej różnego rodzaju. Stwierdzono słuszność teorii mulitowej w przypadku tworzyw kwarcowych (C 110), krystobalitowych (C 112) oraz wysokoglinowych rodzaju C 120 o typowym - tradycyjnym składzie surowcowym i fazowym. W zastosowaniu do nowoczesnych, wzmocnionych tworzyw wysokoglinowych rodzaju C 120 oraz porcelan rodzaju C 130 korzystnie działają rozproszone w osnowie, niezaglomeryzowane igłowe kryształy mulitu. Wydzielenia mulitu, zwłaszcza o większych rozmiarach, są niepożądane

Evaluation Of The Ml Lute Hypothesis In Respect Of Electrotec Hnical Porcelains

The paper presents the evaluation of the mullite hypothesis explaining the strength of porcelains. There was researched the influence of the mullite phase on the short- and long-term mechanical strength of electrotechnical porcelain of different types (C 110, C 112, C 120 and C 130). The total mullite phase content, the size and distribution of precipitates and dispersed single crystals in the glassy matrix were considered. Mechanoacoustic and microscopic techniques as well as ultrasonic testing were used during the investigation. The role of the mullite phase in the increase of strength and resistance to aging processes of electrical porcelain of various types was described. Mullite hypothesis is valid in reference to siliceous (C 110), cristobalite (C 112) and aluminous C 120 type materials of a typical raw components content and phase composition. In the case of modern strengthened C 120 and C 130 type aluminous materials advantageous are only dispersed fine mullite needles. The precipitates of mullite phase, especially of bigger size, are undesirable.W pracy przedstawiono ocenę teorii mulitowej wzmocnienia porcelany, w odniesieniu do tworzyw elektrotechnicznych. Przedmiotem badań był wpływ fazy mulitowej na krótko- i długotrwałą wytrzymałość mechaniczną elektroporoelan rodzaju C 110, C 112, C 120 oraz C 130. Rozpatrywana była sumaryczna zawartość fazy mulitowej. wielkość i rozłożenie jej wydzieleń oraz niezaglomeryzowanych kryształów w osnowie szklistej. W badaniach wykorzystano metodę mechanoakustyczną, techniki mikroskopowe (MO i SEM) oraz metodę ultradźwiękową. Przedstawiono rolę fazy mulitowej w podwyższeniu odporności na procesy starzeniowe porcelany elektrotechnicznej różnego rodzaju. Stwierdzono słuszność teorii mulitowej w przypadku tworzyw kwarcowych (C 110), krystobalitowych (C 112) oraz wysokoglinowych rodzaju C 120 o typowym - tradycyjnym składzie surowcowym i fazowym. W zastosowaniu do nowoczesnych, wzmocnionych tworzyw wysokoglinowych rodzaju C 120 oraz porcelan rodzaju C 130 korzystnie działają rozproszone w osnowie, niezaglomeryzowane igłowe kryształy mulitu. Wydzielenia mulitu, zwłaszcza o większych rozmiarach, są niepożądane