Physics - 192 مجلة إبن الهيثم للعلوم الصرفة و التطبيقية 2012 السنة 25 المجلد 3 العدد Ibn Al-Haitham Journal for Pure and Applied Science No. 3 Vol. 25 Year 2012 إمكانية تخفيض الموصلية الحرارية للمواد الحرارية السيراميكية إنعام وادي وطن جامعة بغداد ،كلية التربية ابن الهيثم ،قسم الفيزياء 2012تشرين االول 15قبل البحث في 2012شباط 19استلم البحث في الخالصة اميكية عاليــة المســامية بوصــفها عــوازال حراريــة بإضــافة نســب يتطــرق البحــث الــى دراســة إمكانيــة صــناعة اجســام ســير ) grogأضــيفت نســـب وزنيــة مــن الكـــروج (اذ مختلفــة مــن كاؤولينـــات منطقــة دويخلــة المحـــروق الــى الطــين غيـــر المحــروق ،. ق. الــى الطــين غيــر المحــرو mesh 50) المطحــون والمـار بالغربــال 15،25،35،40،0( ونشـارة الخشــب التــي تتــراوح بــين للقطــر وذلــك باســتخدام طريقــة التشــكيل شــبه الجافــة mm30للطــول ،و30mm عينــات اســطوانية الشــكل بإبعــاد وقــد اعــدت )semi-drypressing) وكــــان ضـــــغط التشــــكيل. (N/mm250 ـــة التجفيــــف بدرجـــــة درجــــة مئويـــــة حرقـــــت 110)وبعـــــد عمليــ درجــــة مئويــــة وفــــي أثنــــاء عمليــــة التســــخين )900،950،1000،1050،1100النمـــاذج فــــي فــــرن كهربــــائي وبــــدرجات حراريــــة ( سـوف تحـرق نشــارة الخشـب وتتطـاير وتتــرك فراغـات داخــل الجسـم السـيراميكي ،اذ ادت هــذه العمليـة الـى ارتفــاع قابليـة الجســم السيراميكي للعزل الحراري . يــة ، والمســامية ،ومقاومـــة وبعــد عمليــة الحــرق أجريــت الفحوصــات علــى األجســام الســيراميكية المحروقــة لتحديــد الكثافــة الحجم وقــد وجــد عنــد زيــادة نســبة الكــروج يــودي الــى نقصــان كــل مــن الكثافــة، ومقاومــة االنضــغاط، االنضــغاط ،والموصــلية الحراريــة . والتوصيلية الحرارية وادت اضافة النشارة الى انخفاض اكثر مما سببه اضافة الكروج. حجمية ، الموصلية الحرارية ، مقاومة االنضغاط ، المساميةعوازل حرارية ، الكثافة ال -: مفتاحيةالكلمات ال المقدمة عاليــة وحســب نوعيــة االطيــان ماتاالجســام الســيراميكية الخفيفــة الــوزن بانهــا اجسـام عازلــة حراريــا ذو مســاَّ يمكـن عــد الفـــران التـــي تســتعمل فـــي العديـــد مـــن المســتعملة النتاجهـــا،اذ يمكـــن اســتعمالها مـــوادا عازلـــة حراريــا فـــي المبـــاني، وفـــي تبطــين ا الصــناعات، وان الحاجــة اليهــا هــو لغــرض الســيطرة علــى الحــرارة داخــل المبــاني او االفــران والحيلولــة مــن دون تســربها للخــارج .[3,2,1]وبذلك يمكن االقتصاد بالطاقة المستهلكة خفيفـــة الـــوزن ذي مســـامات عاليـــة وبـــذلك تحســـين عمليـــة العـــزل الحـــراري مـــن خـــالل انتـــاج اجســـام ســـيراميكيةمـــن الضـــروري و اذ ان ،تــنخفض الموصــلية الحراريــة، الن الهــواء الــذي يمــأل هــذه المســامات لــه موصــلية حراريــة أقــل مــن جميــع المــواد االخــرى ) وبهذا فان العزل الحراري يزداد كلما ازدادت المسامية في الجسم السيراميكي .Kcal/m.h.oc 0.02مقدارها هو ( واص الحراريـات خفيفـة الـوزن هـي الكثافـة الواطئـة التـي لهـا تـأثير كبيـر فـي الخـواص االخـرى للحراريـات الخفيفــة.اذ ومـن أهـم خـ كلمـا ازدادت الكثافــة ارتفعـت قابليــة الحراريـات علــى الخـزن الحــراري. واالنخفــاض فـي الكثافــة يعنـي زيــادة فـي الفجــوات الهوائيــة ك يمكـن ان زيـادة قابليـة العـزل الحـراري لهـا ومـن ثـم تـؤدي الـى انخفـاض الموصـلية (المسامات) داخل الحراريات المنتجة وبذل Physics - 193 مجلة إبن الهيثم للعلوم الصرفة و التطبيقية 2012 السنة 25 المجلد 3 العدد Ibn Al-Haitham Journal for Pure and Applied Science No. 3 Vol. 25 Year 2012 . وتوجـد طرائــق عديـدة النتـاج االجســام السـيراميكية خفيفــة الـوزن وكمـا هــي موضـحة بمــا [4]الحراريـة لالجسـام الســيراميكية : ]5[ياتي اضافة مواد طبيعية خفيفة الوزن .1 ) وهــو الســليكا ذو المسـامية العاليــة، ولقــد Diatomiteضــافتها الـى االطيــان هــو الـدياتومايت(مـن المــواد الطبيعيــة التـي يمكــن ا تكونت نتيجة لحدوث البراكين ،اذ يتم انصهار السليكا وبسـبب تحـرر الغـازات التـي تـؤدي الـى تكـوين المسـامات فـي المنصـهر سامي ذي المسامة العالية . و يتم تبريدها بصورة سريعة فيتحول تركيبها البلوري الى التركيب الم ) Combustible materialsاضافة مواد عضوية قابلة لالحتراق( .2 فــي هـــذه الطريقـــة تضــاف مـــواد عضـــوية، مثــل نشـــارة الخشـــب الــى الطـــين وهـــي قابلــة لالحتـــراق ومـــن خــالل عمليـــة حـــرق هـــذا ت مملوءة بالهواء.الجسم السيراميكي تحترق نشارة الخشب وتتحول الى غازات متطايرة،اذ تترك فراغا plastic clay ([ 6]) الى الطين غير المحروق (grogاضافة الطين المحروق ( .3 crystalدرجـــة مئويـــة ســـوف يفقـــد المـــاء البلـــوري( 600يعـــد الطـــين مـــن المـــواد االوليـــة اللدنـــة ولكـــن عنـــد حرقـــه الـــى درجـــة structury فـة الـى الطـين اللــدن غيـر المحـروق فـان مســامية )مادتـه ويتحـول الـى مـادة غيــر لدنـة وعنـدما يضـاف وبنســب مختل الجسم السيراميكي المنتج سوف تزداد بزيادة نسبة الطين غير المحروق . اعتمدت كل من الطريقتين الثانية والثالثة النتاج المواد السيرامكية الخفيفة نظرا لرخصها وتوفراها محليا. ونـــة االخيـــرة فـــي صـــناعة الطـــابوق ، اذ تمتـــزج االضـــافات مـــع االطيــــان وقـــد ارتفـــع اداء اســـتعمال المخلفـــات الزراعيـــة فـــي اال الصــالحة لصــناعة الطــابوق العــادي وفــي اثنــاء عمليــة الحــرق ســوف تنــتج هــذه طاقــة حراريــة اضــافية وبــذلك تقلــل مــن الطاقــة . [3,2,1]الكلية االزمة للحرق في فرن حرق الطابوق ئيــة الحراريـــة المهمـــة فـــي حســـابات انتقــال الحـــرارة فـــي االفـــران ومختلـــف االجهـــزة وتعــد الموصـــلية الحراريـــة مـــن الخـــواص الفيزيا ) الــذي يعــرف kوالمعــدات الحراريــة . ان قابليــة المــواد علــى التوصــيل والخــزن الحــراري تعتمــد علــى معامــل التوصــيل الحــراري ( وبفـرق فـي درجـات الحـرارة مقـداره )m2 1) ومسـاحة مقطعـه (1m)مـن خـالل جـدار سـمكه (Kcalبانـه كميـة الحـرارة المنتقلـة ( )oc1) لكل ساعة واحدة بين السطحين الحار والبارد وبذلك تكون وحدة معامل التوصيل هي (Kcal/m.h.oc. ( -) في المواد الصلبة كما في المعادلة االتية :K) عن عالقة درجة الحرارة بالموصلية الحرارية(Fourierويعبر قانون ( ………..(1) q= -kA Δx / (T2-T1) q) معدل انتقال الحرارة =Kcal/h( A )المساحة السطحية =m2( xΔ )سمك الجدار =m( T1= درجة حرارة السطح الساخن T2 درجة حرارة السطح البارد = عنهــا ونظــرا الخــتالف التركيــب البلــوري للمــواد الســيراميكية عــن الفلــزات فــان الموصــلية الحراريــة لهــذه المــواد ال يمكــن التعبيــر بشكل تام بوساطة قانون فورير ،اذ تتميز هذه المواد بوجـود المسـامات بنسـب مختلفـة ممـا يسـتوجب األخـذ بنظـر االعتبـار هـذه .]3[المسامات عند حساب قيمة الموصلية الحرارية Physics - 194 مجلة إبن الهيثم للعلوم الصرفة و التطبيقية 2012 السنة 25 المجلد 3 العدد Ibn Al-Haitham Journal for Pure and Applied Science No. 3 Vol. 25 Year 2012 الجزء العملي :تحضير العينات ني تم الحصول على كمية من اطيان دويخلة بالتعاون مع المديرية العامة للمسح الجيولوجي والتحري المعد ) نتـــائج هــــذا 1وأجـــري التحليـــل الكيمـــائي لهـــذا الطـــين لغـــرض معرفـــة صــــالحيته النتـــاج حراريـــات طينيـــة ويبـــين الجـــدول رقـــم ( التحليل . نسـبة اوكسـيد تحـدد [7])علمـا أن المواصـفة االلمانيـة %37ان النتيجة تشير الـى ارتفـاع فـي كميـة اوكسـيد االلمنيـوم ومقـدارها ( %) الذي يزيد من مقاومة الطين ضد الدرجات الحرارية العالية .25االلمنيوم بان التقل عن ( ) الـــذي اوضـــح وجـــود معـــدن 1ومــن خـــالل نتـــائج التحليـــل المعـــدني للطـــين بواســـاطة حيـــود االشـــعة الســـينية وكمـــا فـــي الشـــكل ( ال عن وجود نسبة منخفضة من معدن الكوارتز .) بنسبة كبيرة فضkaolinite) (Al2O3.2SiO2.2H2Oالكؤولينات ( وكــذلك تــم التثبـــت مــن مقاومــة هـــذا الطــين ضـــد الــدرجات الحراريــة العاليـــة وذلــك مـــن خــالل اجــراء فحـــص المقاومــة باســـتخدام ) الـذي يمثـل نتـائج سـلوكية اطيـان دويخلـة اثنـاء 2) ومـن خـالل مالحظـة الشـكل (heating microscopeالمجهر الحراري ( التســـخين بواســـطة المجهـــر الحـــراري ســـوف يظهـــر عـــدم وجـــود مـــا يشـــير الـــى تلـــين أنمـــوذج هـــذا الطـــين الـــى حـــد درجـــة عمليـــة درجة مئوية وهي اعلى درجة مستخدمة في الجهاز. 1420 )ونشـارة الخشـب وبمـا grogوتم تهيئة االجسام السيراميكية الخفيفة الـوزن باضـافة نسـب مختلفـة مـن كـل مـن الطـين المحـروق ( طــين دويخلــة المســتعمل فـــي هــذا البحــث يمتــاز باللدونـــة العاليــة نظــرا لكميـــة المــواد غيــر اللدنــة المتواجـــدة معــه مثــل الرمـــل ان ) grog) فقــد اســتعمل هــذا لتحضــير الطــين المحــروق (3والكلــس وغيرهــا وكمــا هــو واضــح مــن فحــص االشــعة الســينية (شــكل وبـــذلك يمكـــن تشـــكيل ]8[روق الــذي يفقـــد لدونتـــه اثنـــاء عمليـــة الحـــرق وكــذلك تســـتعمل مـــادة رابطـــة لـــربط حبيبـــات الطـــين المحـــ ســـاعة 24درجــة مئويـــة مــع االبقـــاء مــدة 1450نمــاذج االجســـام الســيراميكية خفيفـــة الــوزن، اذ يـــتم احــراق الطـــين اللــدن بدرجـــة المقيــاس لعمليــة مئويــة ولكـي يــتم الحصــول علــى عمليـة تلبيــد بصــورة جيــدة فيجـب تحديــد درجــة 1450تحـت الدرجــة القصــوى وان مــــن فؤائــــد الطــــين % 2.2) ،اذ تــــم التوصــــل الــــى القيمــــة 2-5التلبيـــد بوساطةالمســــامية التــــي تتــــراوح قيمتهــــا بــــين %( ) grogالمحـروق هــي امكانيــة تكســيره وطحنــه والــتحكم بالمقــاس الحبيبــي المطلــوب ،اذ كســر وطحــن الطــين المحــروق المتلبــد ( مـايكرون ، وقــد 300) ،اذ ان الحجـم الحبيبـي لهــذا الغربـال mesh 50كـل منهمـا فــي غربـال (والطـين ونشـارة الخشـب وامــرار ) مــــن كــــل مــــن الطــــين المحــــروق ونشــــارة 15،0، 25، 40،35حضــــرت النمــــاذج الســــيراميكية مــــن اضــــافة نســــب مختلفــــة ( طريقـة الكــبس شــبه مـن المــاء وتمــت عمليـة المــزج لغــرض الحصـول علــى خلـيط متجــانس واســتعملت 15الخشـب باضــافة % وبعـــدها جففـــت العينـــات فـــي مجفـــف Kg/cm2500) وباســـتعمال ضـــغط تشـــكيل mm30 ×30الجافــة لكـــبس نمـــاذج بابعـــاد ( oC)1050،1100 ،1000ســاعة ،وقـــد اختيــرت درجــات حــرارة للحـــرق 24درجــة مئويـــة وبقيــت مــدة 110كهربــائي بدرجــة اعتين .وبعـد عمليــة الحـرق اجريـت الفحوصــات علـى االجســام ) مـدة ســ soaking time) وبـزمن انضـاج ( 900، 950، الســيراميكية المنتجــة لتحديــد خواصــها منهــا الكثافــة الحجميــة ، المســامية ، امتصاصــية المــاء، مقاومــة االنضــغاط ،والتوصــيل الحراري وتم كذلك فحص مقاومة هذا الطين ضد الدرجات الحرارية العالية . :اختبار التوصيلية الحرارية فــــي الجامعــــة (Lees disk)قيســــت التوصــــيلية الحراريــــة فــــي الدراســــة الحاليــــة للعينــــات الحراريــــة باســــتعمال قــــرص لــــي ) وتـم القيـاس بدرجـة Griffin & George .Ltdقسـم العلـوم التطبيقيـة بجهـاز بريطـاني الصـنع مـن إنتـاج شـركة (/التكنولوجيـة ) Heating coil) وهنالـــك ملـــف تســـخين(A,B,Cن النحـــاس الموصـــل (حـــرارة الغرفـــة و الجهـــاز يتكـــون مـــن ثالثـــة إلـــواح مـــ ) TA,TB,TCوتوجــد ثالثــة محــارير لمعرفــة درجــة حــرارة االقــراص هــي ( B,C )موصــل إلــى طرفــي بطاريــة مــا بــين اللــوحين ( Physics - 195 مجلة إبن الهيثم للعلوم الصرفة و التطبيقية 2012 السنة 25 المجلد 3 العدد Ibn Al-Haitham Journal for Pure and Applied Science No. 3 Vol. 25 Year 2012 ــــك العينــــــات بــــــين لــــــوحي النحــــــاس 4cmولغـــــرض قيــــــاس التوصــــــيلية اســــــتعملت العينــــــات القرصــــــية ذو قطـــــر ( ) ووضــــــعت تلــ ) وتثبـت المحـار يـر فـي الجهـاز وتركـت مـدة ســاعتين إلـى أن وصـلت درجـة حـرارة األقـراص الـثالث إلـى درجــة A,Bن(الموصـلي ثـــم رفعـــت العينــة مـــن الجهـــاز ويكـــون حســاب التوصـــيلية الحراريـــة للعينـــات TA,TB,TC)اإلتــزان الحـــراري بعـــدها أخــذت قـــراءة ( :]9[ باستعمال القانون االتي K[(TB-TA)/ds]=e[TA+(2/r)(dA+(1/4)ds)TA+(1/2r)(dsTB)]…. (2) من معرفة كمية الطاقة الداخلة إلى القرص كما في المعادلة : e )ومن السهل حساب ( IV=Пr2e(TB+TA)+2Пr e[dATA+(ds/2)(TA+TB)+dB TB +dcTC].. (3) dA=dB=dC=11 mm )V=6 volt; I=0.19 Amp ; ds =1cmسمك العينة( )r=15 mmنصف قطر العينة( مقاومة االنضغاط )،إذ يتم تسليط 30،القطر10(السمك mm وقد أجري الفحص بالطريقة البرازيلية للعينات القرصية على نماذج بإبعاد الحمل لمعرفة مقدار تحمل المنتج لالنضغاط بعد عملية التلبيد ،وقد اجري االختبار باستخدام مكبس هيدروليكي ،اذ يقوم نموذج الذي يوضع بين فكي المكبس وتؤخذ القراءة للقوة المسلطة عند أول توقف المؤشر مقياس القوة بتسليط قوة على األ .[10] في المكبس المستخدم وتحسب مقاومة االنضغاط للعينات القرصية من العالقة C.S=2F/πDt………………………. (4) ) mmقطـر االنمـوذج (D)وNر للعينـة بوحـدات (أعلـى قـوة مسـلط حصـل عنـده الكسـF) ،وMpaمقاومة االنضغاط ( C.S اذ ،t) سمك االنموذجmm . ( مناقشة النتائج الكثافة الحجمية فـــي حــين تــم التوصــل الـــى Kg/m3 2000لقــد حــددت المواصــفات العالميــة كثافـــة االجســام الحراريــة العاديــة بحــدود درجـــة 1050% والمحروقـــة بدرجـــة 40الخشـــب بمقـــدار نتيجـــة الضـــافة نشـــارة Kg/m3 720حراريـــات لهـــا كثافـــة تصـــل الـــى ) وان هــذه النتيجــة التـــي تــم التوصـــل اليهــا تقــع ضـــمن المواصــفات العالميـــة التــي حـــددت 3مئويــة وكمــا موضـــح فــي الجـــدول ( . ]11[1200-600كثافة الحراريات الخفيفة الوزن بين لـى الطـين اللـدن غيـر المحـروق تعطـي كثافـة حجميــة ان النمـاذج المصـنوعة مـن اضـافة نشـارة الخشـب ا 2يالحـظ مـن الشـكل ( )ويفسـر ذلــك بـان نشـارة الخشـب ســوف تحتـرق وتخـرج غـازات مخلفــة grogاقـل مـن تلـك المصـنوعة باضــافة الطـين المحـروق ( . ]12[فراغات وبذلك تزداد المسامية وتنخفض الكثافة بينما ال ينطبق ذلك على النماذج المصنوعة باضافة الطين المحروق % مـــن الطـــين المحـــروق التـــي تـــم حرقهـــا 15للنمـــاذج المصـــنوعة باضـــافة 1964) ان اعلـــى كثافـــة 2ويالحـــظ مـــن الجـــدول ( % مـــن نشـــارة الخشـــب والمحروقـــة بدرجـــة 40لتلـــك النمـــاذج المصــنوعة باضـــافة 720درجـــة مئويـــة واقـــل كثافـــة 1050بدرجــة ).3الحرارة نفسها وكما مبين بالجدول رقم ( Physics - 196 مجلة إبن الهيثم للعلوم الصرفة و التطبيقية 2012 السنة 25 المجلد 3 العدد Ibn Al-Haitham Journal for Pure and Applied Science No. 3 Vol. 25 Year 2012 المسامية للمســـامية تـــاثير كبيــــر فـــي الخــــواص الميكانيكيـــة والحراريـــة للحراريــــات الخفيفـــة ،اذ كلمــــا ازدادت المســـامية ازدادت قابليــــة ) والخفيفـــة الـــوزن 15-25العـــزل الحـــراري وقـــد حـــددت المواصـــفات العالميـــة بـــان مســـامية الحراريـــات العاديـــة تتـــراوح بـــين ( % ) عـدم وجـود تغييـر فـي المسـامية علـى النمـاذج المنتجـة مـن اضـافة الطـين 2( الجـدول يبـين . ]13[)25-70تتـراوح بـين ( % 25) ،اذ لــم تصــل المســامية الــى المقــدار االدنــى المحــدد لهــا حســب المواصــفات العالميــة والمســاوية الــى% grogالمحــروق ( وهــذه تقــع 55.5لــى %ا 0C900مــن نشــارة الخشــب والمحروقــة بدرجــة 40وتصــل المســامية للنمــاذج المنتجــة مــن اضــافة % ضــــمن المواصــــفات العالميــــة المحــــددة لالجســــام الســــيراميكية الخفيفــــة الــــوزن ولكــــن يقابلهــــا انخفــــاض فــــي مقاومــــة االنضــــغاط )compressive strenght ومقـــدارها (Kg/cm27.8 وهـــي ال تقـــع ضـــمن المواصـــفات والتـــي حـــددتها بمـــا ال يقـــل عـــن Kg/cm2 25 نشــارة الخشــب والمحروقــة بدرجــة 15االنضــغاط للنمــاذج المنتجــة باضــافة %ولكــن يمكــن مالحظــة مقاومــة ، وترتفــــــع مقاومــــــة االنضــــــغاط الــــــى 40.4،مســــــامية مقــــــدارها % Kg/cm2 26.4 درجــــــة مئويــــــة مســــــاوية الــــــى 1050 Kg/cm230.7 % فـــي 32.8مـــن نشــارة الخشــب ويقابلهــا مـــن المســامية مســاوية الــى % 15لتلــك النمــاذج المنتجــة باضــافة ) وهــذه نتــائج جيــدة وتقــع ضــمن المواصــفات العالميــة التــي حــددت مقاومــة 4درجــة مئويــة وكمــا مبــين بالجــدول ( 1100درجــة ). 25- 70والمسامية بين %( Kg/cm2 25االنضغاط بان ال تقل عن مقاومة االنضغاط ة لمقاومــــة التــــاثيرات الميكانيكيــــة ان امــــتالك الحراريــــات خفيفــــة الــــوزن لمقاومــــة االنضــــغاط بصــــورة جيــــدة هــــي ضــــروري الخارجيــة وبمــا انهــا تســتعمل لبنــاء جــدار يقــع بــين االطــار الخــارجي للفــرن والجــدار الــداخلي المبنــي مــن الحراريــات العاديــة أي ) لذا فهـي ال تحتـاج الـى مقاومـة انضـغاط عاليـة، اذ حـددت المواصـفات العالميـة unloadedانها غير مسلط عليها حموالت ( ، وتعتمــد قــوة التحمــل علـــى عوامــل عديــدة منهـــا ضــبط متجــانس، ضـــغط Kg/cm2 25 ال تقــل مقاومــة االنضـــغاط عــن بــان .]11[التشكيل، درجة حرارة الحرق،الكثافة والمسامية إلـــــى Kg/cm2 46.7) ان هنالـــــك انخفاضــــــا فـــــي مقاومــــــة االنضـــــغاط مــــــن 3) ،والجــــــدول (2نالحـــــظ مــــــن الجـــــدول ( Kg/cm234.1 مــن الطــين المحــروق والـــى 35المضــاف إليهـــا %لتلــك النمــاذجKg/cm225.6 %مــن نشـــارة 35بإضــافة ) االرتفـــاع فـــي مقاومـــة االنضـــغاط مـــع الزيـــادة فـــي الكثافـــة 4مئويـــة ،نالحـــظ مـــن الشـــكل ( 1100الخشـــب والمحروقـــة بدرجـــة ومــة االنضــغاط تتــاثر بالمســامية ،اذ الحجميــة التــي تتعلــق بدرجــة الحــرارة ،اذ أنهــا ترتفــع مــع الزيــادة فــي درجــة الحــرارة الن مقا .]14[تنخفض كلما زادت المسامية الموصلية الحرارية Kcal/m.h.oc ) ان الموصلية الحرارية لالجسـام السـيراميكية المنتجـة مـن دون اضـافة ترتفـع مـن3نالحظ من الجدول ( درجــة مئويــة ويمكــن تفســير ذلــك 1100لــى ا 900والمحروقــة بــدرجات حراريــة تتــراوح مــن Kcal/m.h.oc 0.53الــى 0.47 ) 3الــى عمليــة التلبيــد نتيجــة للتســخين الـــذي يــؤدي الــى تخفــيض المســامية وزيــادة الكثافـــة ويمكــن مالحظــة ذلــك مــن الجـــدول ( ) ان الموصـلية الحراريــة تـنخفض بزيــادة نسـبة المـواد المضــافة النهـا تـؤدي الــى زيـادة المســامية 2،وكـذلك يالحـظ مــن الجـدول ( ، وبصـورة عامـة فـان كـل مـن الكثافـة والموصـلية الحراريــة تنخفضـان مـع الزيـادة فـي نسـب المـواد المضـافة بســبب ]15[كثافـة وال زيــادة المســامية وبــذلك تــزداد كميــة الهــواء وان الهــواء اقــل مــن جميــع المــواد توصــيال للحــرارة ،اذ ان الموصــلية الحراريــة للهــواء ).4واضح في الجدول( )وكما هوKcal/m.h.oc 0.02 )16هي Physics - 197 مجلة إبن الهيثم للعلوم الصرفة و التطبيقية 2012 السنة 25 المجلد 3 العدد Ibn Al-Haitham Journal for Pure and Applied Science No. 3 Vol. 25 Year 2012 االستنتاجات ) ونشـــارة grogأثبتــت التجـــارب بـــان كثافـــة االجســـام الســـيراميكية المنتجــة باضـــافة نســـب مختلفـــة مـــن الطـــين المحــروق (.1 )التي ادت الى انخفاض الموصلية الحرارية وزيادة العزل الحراري.fire-clayالخشب الى الطين الناري ( الكثافــــة الحجميــــة و مقاومــــة االنضــــغاط ،اذ تــــنخفض مقاومــــة االنضــــغاط مــــع نقــــص الكثافــــة . وجــــدت عالقــــة واضــــحة بــــين 2 الحجمية . 950) هـــي grogمـــن الطــين المحــروق ( 15تــم التوصــل الــى احســـن درجــة حــرارة حــرق للنمـــاذج المنتجــة مــن اضــافة% .3 ة مقاومــة االنضــغاط مســاوية الــى مــع بقــاء قيمــ Kcal/m.h.oc 0.24درجــة مئويــة ،اذ اعطــت موصــلية حراريــة مســاوية الــى Kg/cm226.4 . والواقعة ضمن المواصفات المحددة لها درجـة مئويـة عنـدما تكـون نسـبة نشـارة الخشـب 1050احسن درجة حرارة حرق للنماذج المنتجة باضـافة نشـارة الخشـب هـي .4 مقاومـــة االنضـــغاط والكثافــــة وبقيـــت كـــل مـــن 0.34،اذ اعطـــت موصـــلية حراريـــة مســــاوية الـــى 15المضـــافة مســـاوية الـــى % الحجمية في حدود المواصفات المحددة. المصادر 1- Xulingling,Guo Wei ,Wang Tao and Yang Nanru, (2005),study on fired bricks with ,Issue 19Construction and Building Materials , ,replacing clay by fly ash in ligh volume ratio 3.April,243-247. 2-Ismailoemir and M SehatBaspinar,(2005),Utilization of Kraft pulp production residurs in 1537.-, Issue 11,November,pp.153340clay brick production, Building and Environment, - 3-Hanifi Binici and Orhan Aksogan,( 2007),Thermal isolation and mechanical properties of ,Issue 21construction and Building Materials , ,fibre reinforced mud brickes as Wall materials 4,April,901-906. 4- M.Al-Taie&Tahir.N.Hamid, (1975)Manufacture of refractory bricks produced for Dewechla clay –Diposite',Building esearch Center' ,Aug R.P.35/75 5-Schmidth and H.Data,( 1973), on raw clays for various types of products in the bricke industry ,ZI-Ziegal-Industries, ,Mr.6,212. 6-M.AL-Taie and S.Al-Rawi,(1975), Manufacture of light weight clay bricks from local materials, Building Research Center,May R.P.10/75 7-DIN(1068)Fed.Rep.Germany. "تقييم خامات كاؤؤلين منطقة سمحات الستخداماتها في صناعة الطابوق الناري )1987,(، مراتب صالحسبتي -8 الطيني " اطروحة ماجستير ، الجامعة التكنلوجية . ،"بحث امكانية انتاج الطابوق الطيني الناري (الشاموت) )1999(الحديثي، عادل ، الطائي ،اثير جواد ونوري وسام،-9 من االطيان العراقية "الجامعة التكنلوجية . .77-74,Issue:14,8IRAQ Virtural Science Library,(2009),Leonardo Journal of sciences, -10 11- Callister W.D,JR., (2003)."Materials Science and Engineering An Introduction" 6th ed., John Wiely and Sons,Inc., New York, , 406-407,408-410,413,664,665,661-664. 12-ISO(1986)Recommendation International Organization for Standardization 1048.-(6):10428IRAQ Virtural Science Library,(2008),Journal of Applied Sciences, -13 DIN5153Blatt(1). -14 Physics - 198 مجلة إبن الهيثم للعلوم الصرفة و التطبيقية 2012 السنة 25 المجلد 3 العدد Ibn Al-Haitham Journal for Pure and Applied Science No. 3 Vol. 25 Year 2012 15-Hanifi Binici and Orhan Aksogan, Mehmet Nuri Bodur, Erhan Akca and Selim Kapur, (2007), Thermal isolation and mechanical properties of fibre reinforced mud bricks as wall materials",Construction and Building Materials, 21, Issue 4, April, 901-906 16-Viktor.Banhidi,Laszlo A.Gomze(2008)"Improvement of Insulation Properties of conventional 6.-1,589brick Products” Materials Science Forum, يوضح التحليل الكيميائي لطين دويخلة :)1جدول ( )grog يوضح الخواص الفيزياوية للمواد السيراميكية المنتجة باضافة مادة الكروج( :)2جدول( Thermal conductivity Kcal/h.m.c0 Compressive strength Kgcm-2 Bulk density kgm-3 Content of grog% Firing Temp0C 0.486 20.3 1863 0 900 0.239 14.2 1846 15 0.228 12.4 1807 25 0.179 11.8 1666 35 0.177 10.6 1520 40 0.509 35.7 1932 0 950 0.242 26.4 192 15 0.235 24.7 1843 25 0.128 21.2 183 35 0.190 20.1 173 40 0.539 38.8 1941 0 1000 0.353 27.6 1932 15 0.344 25.4 186 25 0.250 23.7 185 35 0.205 22.8 1775 40 0.652 40.2 1964 0 1050 0.374 36.5 1941 15 0.376 33.8 1881 25 0.267 30.1 1862 35 0.247 29.6 1801 40 0.657 46.7 1970 0 1100 0.392 40.9 1954 15 0.388 37.2 1901 25 0.272 34.1 1881 35 0.267 30.2 1837 40 Weight percentage% composition 37.0 Al2o3 57.8 Sio2 1.6 Tio2 1.45 Fe203 0.7 Cao 0.4 K2o Physics - 199 مجلة إبن الهيثم للعلوم الصرفة و التطبيقية 2012 السنة 25 المجلد 3 العدد Ibn Al-Haitham Journal for Pure and Applied Science No. 3 Vol. 25 Year 2012 يوضح الخواص الفيزياوية للمواد السيراميكية المنتجة باضافة مادة نشارة الخشب :)3جدول ( Thermal conductivity Kcal/h.m.c0 Compressive strength Kgcm-2 Porosity% Bulk density kgm-3 Content of sawdust% Firing Temp 0C 0.47 20.3 17.6 1682 0 900 0.30 12.4 26.5 1117 15 0.23 11.2 36.5 996 25 0.19 10.3 46.4 909 35 0.13 7.8 55.5 858 40 0.47 21.3 16.5 1700 0 950 0.32 10.1 25.5 1240 15 0.24 9 32.9 1048 25 0.20 8.1 40.7 922 35 0.15 8 48.5 881 40 0.48 30.1 24.6 1714 0 1000 0.33 10.6 29.8 1226 15 0.26 9.2 36.3 1060 25 0.21 8.8 45.0 872 35 0.17 8.2 46.7 779 40 0.52 35.2 31.0 1797 0 1050 0.34 26.4 40.4 1117 15 0.30 24.6 46.8 952 25 0.23 21.3 53.7 840 35 0.21 20.4 43.2 720 40 0.53 46.7 22.2 2015 0 1100 0.32 30.7 32.8 1765 15 0.31 27.3 38.4 1320 25 0.26 25.6 46.7 1067 35 0.23 22.7 51.5 915 40 درجة مئوية 1000التوصلية الحرارية للمواد السيراميكية بدرجة حرارة حرق :)4جدول( Thermal conductivity Kcal/h.m.c0 Bulk density kgm-3 Content of additives 0.53 1941 0 Series with grog 0.35 1932 15 0.34 1860 25 0.25 1850 35 0.20 1775 40 0.48 1714 0 Series with sawdust 0.33 1226 15 0.26 1060 25 0.21 872 35 0.17 77 40 Physics - 200 مجلة إبن الهيثم للعلوم الصرفة و التطبيقية 2012 السنة 25 المجلد 3 العدد Ibn Al-Haitham Journal for Pure and Applied Science No. 3 Vol. 25 Year 2012 التحليل المعدني للطين بوساطة حيود االشعة السينية :)1شكل ( K - كاوؤلينات سلوكية الطين (الكاؤولينات) تحت المجهر المسخن :)2شكل ( Physics - 201 مجلة إبن الهيثم للعلوم الصرفة و التطبيقية 2012 السنة 25 المجلد 3 العدد Ibn Al-Haitham Journal for Pure and Applied Science No. 3 Vol. 25 Year 2012 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 900 950 1000 1050 1100 Te mpe rature [0c] B u lk d en si ty [ K g /m 3 ] 35%grog 35%sawdust يوضح العالقة بين درجة حرارة الحرق والكثافة الحجمية للمواد السيراميكية:) 3شكل( 0 5 10 15 20 25 30 35 779 872 1060 1226 1714 bulk density [Kg/m3] co m pr es si ve s tr en gh t[K g/ cm 3 ] sawdest(1000c0) يوضح العالقة بين الكثافة الحجمية ومقاومة االنضغاط :)4شكل( Physics - 202 مجلة إبن الهيثم للعلوم الصرفة و التطبيقية 2012 السنة 25 المجلد 3 العدد Ibn Al-Haitham Journal for Pure and Applied Science No. 3 Vol. 25 Year 2012 Possibility of Reducing the Thermal Conductivity of Ceramic Refractory Materials A. W. Watan Department of physics, College of Education Ibn Al-Haithem, University of Baghdad Received in: 26 February 2012 Accepted in: 15 October2012 Abstract The research work covers a study of the possibility of producing porous ceramic bodies as a thermal insulators by adding fired Dechla kaolinite (grog)to the same non burned kaolinite. Different weight percentage ranged between (0,15,25,35and40)from grog and sawdust passed through mesh 50 to Deuchla-clay kaolinit.Cylindrical shape samples (30mm diameter and 30mm height) were prepared by the semi-dry methed,moulding pressure was 50 N/mm2. After drying at 110oc,the samples were burnet in the furnace at temperatures 900,950,1000,1050,and 1100 oc. The sawdust burnt out and leaves air spaces which contribute to the high thermal insulation value. The fired samples were investigated to determine bulk density , porosity, compressive strength and the thermal conductivity .It was found that the increase of grog ratio produces a decrease in bulk density ,compressive strength and thermal conductivity, but addition of sawdust to the samples produces decrease greater than when addition the grog. Keywords: thermal insulator, bulk density , compressive strength,Porosity,thermal conductivity.