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耐火材料的高温使用性质

    1、耐火度
    耐火度在无荷重时抵抗高温作用而不熔化的性质称为耐火度。对耐火材料而言,耐火度所表示的意义与熔点不同。熔点是纯物质的结晶相与其液相处于平衡状态下的温度。但一般耐火材料是由各种矿物组成的多相固体混合物,并非单相的纯物质,故无一定的熔点,其熔融是在一定的温度范围内进行的,即只有一个固定的开始熔融温度和一个固定的熔融终了温度。在这个温度范围内液相和固相同时存在。
    耐火度是个技术指标,其测定方法是由试验物料作成的截头三角锥,上底每边长2mm,下底每边长8mm,高30mm,(有一侧面与垂直方向夹角为80)截面成等边三角形。在一定升温速率下加热时,由于其自重的影响而逐渐变形弯倒,当其弯倒直至顶点与底盘相接触的温度,即为试样的耐火度。
    GB/T7322标准有三个定义:耐火度(耐火材料耐高温的特性)、标准测温锥(把具有规定的形状、尺寸的一定组成的截头三角锥体,当其按规定条件安装和加热时,能按已知方式在规定的温度弯倒称为标准测温锥)、参照温度(当安插在锥台上的标准测温锥,在规定的条件下按规定的加热速度加热时,其锥的尖端弯倒至锥台面时的温度)及耐火度测定原理。
    GB/T7322标准有一个原理:将耐火原料或制品的试锥与已知耐火度的标准测温锥一起载在锥台上,在规定的条件下加热并比较试锥与标准测温锥的弯倒情况来表示试锥的耐火度。
    2、热震稳定性
    耐火材料抵抗温度的急剧变化而不破坏的性能称为热震稳定性。众所周知,材料随温度的升降,产生膨胀或收缩,如果此膨胀或收缩受到约束不能自由发展时,材料内部会产生应力。此种因材料的热膨胀或收缩而引起的内应力称为热应力。热应力不仅在具有机械约束的条件下产生,而且均质材料中出现温度梯度,非均质固体中各相之间的热膨胀系数的差别,甚至单相多晶体中的热膨胀系数的各向异性,都是产生热应力的根源。
    耐火材料的热震损伤可分为两大类:一类是瞬时断裂,称为热冲击断裂;另一类是在热冲击循环作用下,先出现开裂,剥落,然后碎裂和变质,终至整体损伤,称为热震损伤。
    3、高温荷重变形温度
    YB/T370标准有四个定义:荷重软化温度(耐火制品在规定升温条件下,承受恒定压负荷产生变形的温度)、最大膨胀值温度T0(试样膨胀到最大值时的温度)、x%变形温度Tx(试样从膨胀最大值压缩了原始高度的某一百分数(x)时的温度)、溃裂或破裂温度Tb(试验在T0后,试样突然溃裂或破裂时的温度);一个原理(在恒定的荷重和升温速率下,圆柱体试样受荷重和高温的共同作用产生变形,测定其规定变形程度的相应温度)。
    耐火材料在高温下的荷重变形指标表示它对高温和荷重同时作用的抵抗能力,也表示耐火材料呈现明显塑性变形的软化范围。耐火材料的高温荷重变形温度的测定方法是固定试样承受的压力,不断升高温度,测定试样在发生一定变形量和坍塌时的温度称为高温荷重变形温度。 (1)存在的结晶相、晶体构造和性状,即晶体是否形成网络骨架或以孤岛状分散于液相中,前者变形温度高,后者的变形温度主要由液相的含量及粘度所决定,可见显微组织结构对制品的荷重变形温度有显著的影响。(2)晶相和液相的数量及液相在一定温度下的粘度。(3)晶相与液相的相互作用,两者的相互作用会改变液相的数量和性质。此外,制品的致密程度对高温荷重变形温亦有一定的影响。
    4、高温体积稳定性
    耐火材料在高温下长期使用时,其外形体积保持稳定不发生变化(收缩或膨胀)的性能称为高温体积温度性。它是评定制品质量的一项重要指标。
    耐火材料在烧成过程中,其间的物理化学变化一般都未达到烧成温度下的平衡状态,当制品在长期使用中,受高温作用时,一些物理化学变化仍然会继续进行。另一方面,制品在实际烧成过程中,由于种种原因,会有烧成不充分的制品,此种制品在窑炉上使用再受高温作用时,由于一些烧成变化继续进行,结果使制品的体积发生变化——收缩或膨胀,这种不可逆的体积变化称为残余收缩或膨胀,也称重烧收缩或膨胀。重烧体积变化的大小,表明制品的高温体积稳定性。
信息来源:http://www.bestbw.com

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