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耐火材料的使用性能及化学成分
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耐火材料的使用性能及化学成分

发布时间:2020/2/6 12:02:17
耐火材料的使用性能是指耐火材料在高温下使用时所具有的性能。包括耐火度、荷重软化温度、重烧线变化率、抗热震性、抗渣性、耐真空性等。

耐火度
耐火度是指耐火材料在无荷重时抵抗高温作用而不熔化的性质,用于表征耐火材料抵抗高温作用的性能。耐火度是判定材料能否作为耐火材料使用的依据。国际标准化组织规定耐火度达到1500℃以上的无机非金属材料即为耐火材料。耐火度的意义与熔点不同,不能把耐火度作为耐火材料的使用温度。

荷重软化温度
荷重软化温度是耐火材料在一定的重负荷和热负荷共同作用下达到某一特定压缩变形时的温度,是耐火材料的高温力学性质的一项重要指标,它表征耐火材料抵抗重负荷和高温热负荷共同作用下保持稳定的能力。耐火材料高温荷重变形温度是其重要的质量指标,因为它在一定程度上表明制品在与其使用情况相仿条件下的结构强度。决定荷重软化温度的主要因素是制品的化学矿物组成,同时也与制品的生产工艺直接相关。

重烧线变化率(高温体积稳定性)
耐火材料的高温体积稳定性是指其在高温下长期使用时,制品外形体积或线度保持稳定而不发生永久变形的性能。对烧结制品,一般以制品在无重负荷作用下的重烧体积变化率或重烧线变化率来衡量。重烧体积变化也称残余体积变形,重烧线变化也称残余线变形。耐火制品的重烧变形量对判别制品的高温体积稳定性,保证砌体的稳定性,减少砌体的缝隙,提高其密封性和耐侵蚀性,避免砌体整体结构的破坏,都具有重要意义。

抗热震性
抗热震形也称耐急冷急热性,它表征耐火制品抵抗温度急剧变化而不破坏的能力。
在实际工作中,耐火材料经常会遭受到温度急剧变化的情况,在很短的时间内工作温度变化很大,这种温度的急剧变化即称为热震作用。热震作用会导致耐火材料的开裂、剥落和崩塌。因此,当耐火材料在使用中工作温度有急剧变化时,必须考查其抗热震性。
要提高材料的抗热震性,避免材料产生裂纹,必须提高材料的强度,特别是抗拉强度、剪切强度,以提高抵抗裂纹形成的能力,同时应降低材料的弹性模量及泊松比,从而降低可能产生的热应力。

抗渣性
抗渣性是指耐火材料在高温下抵抗炉渣的侵蚀和冲刷作用的能力。这里炉渣的概念从广义上来说是指高温下与耐火材料相接处的治金炉渣、燃料灰分、飞尘、各种材料和气态物质等。

耐火材料中的成分
1、主成分
耐火材料中的主成分是指占绝大多数的,对材料高温性质起决定性作用的化学成分。耐火材料之所以具有优良的抵抗高温作用的性能,以及许多耐火材料又各具特性,完全或基本上取决于主成分。所以,对耐火材料的主成分,要予以充分重视。通常,对耐火材料依化学组成分类,以及对许多同材质的耐火材料划分为若干等级,都是或多半是根据其主成分的种类以及其含量多寡而定的。可作为耐火材料主成分的都是具有很高晶格能的高熔点或分解温度很高的单质或化合物。要求它在耐火材料生产或服役过程中能形成稳定的具有优良性能的矿物,在自然界储量较高而且较易提取与利用。在地壳中分布较多,可作为耐火材料主成分的主要是氧化物。另外,有一些碳化物、氮化物、硅化物和硼化物,也可作为耐火材料的主成分。

2、外加成分
通常称为外加剂,是在耐火制品生产中为特定目的另外加入的少量成分。如为促进材料中某些物相的形成和转化,而加入的矿化剂;为抑制材料中某些物相形成,而加入的抑制剂或稳定剂;为促进材料的烧结,而加入的助熔剂,等等。总之,在耐火材料生产中,采取加入少量外加剂可在一定程度上改变材料的组成与结构,从而便于生产和使制品获得某种预期特性。但一定要注意,切勿因此而严重影响其抵抗高温作用的基本性质。

3、杂质
杂质是指在耐火材料中不同于主成分的,杂质可以说是易熔物有的本身具有很高熔点,但同主成分共存时,却可产生易熔物。故杂质的存在往往对主成分起强的助熔作用。