【文章內容簡介】 G為試樣質量 ， g ； Vb為試樣表觀體積 ， cm3 bb VGD ? 如何測量體積密度：干重 W1；飽和重 W2；懸浮重 W3；懸浮金屬絲重量 WW ； D體積密度 123()WWWDW W W????W? 浸漬液體的比重 （ 4） 真密度與真比重 耐火材料的質量與其真體積 （ 即不包括氣孔體積 ）之比 ， 稱為 真密度 ， 通常也用 g/cm3來表示 。 式中： Dt為真密度， g/cm3 G為試樣質量 ， g Vt為試樣真體積 ， cm3 tt VGD ? 真比重 的概念： 單位體積耐火材料的重量與4℃ 單位體積水的重量之比值 。 從數(shù)值上來說，真密度和真比重是相等的。 體積密度和真密度通常采用浸液稱量法測定。 （ 5） 透氣度 其物理意義是 在一定時間內和一定壓差下氣體透過一定斷面和厚度的試樣的量 。 dtAPPKQ ???? )( 21式中： Q為氣體透過的數(shù)量 （ 升 ） ； d為試樣的厚度 （ 米 ） ； A為試樣的橫截面積 （ 平方米 ） ； t為氣體透過時間 （ 小時 ） ； P1P2為試樣兩端氣體壓力差 （ 牛頓 /平方米 ） ； K為透氣度系數(shù)，也稱透氣率（升 米 /牛頓 小時） 氣孔率和體積密度等技術指標只是表征耐火制品中氣孔體積的多少和制品的致密程度，并不能夠反映氣孔的大小、分布和形狀。 耐火制品在使用過程中，侵蝕介質浸入、滲透的程度與耐火制品氣孔的大小、形狀等密切相關，一般而言，耐火制品的透氣度越高，其抵抗熔渣滲透、侵蝕的能力越差 。 透氣度與 耐火制品的氣孔的構造和狀態(tài)有關，并隨耐火制品成型時的加壓方向而異 。它和氣孔率既有一定關系，又無規(guī)律性。 作 業(yè) 1. 何謂耐火材料？我國耐火材料今后的發(fā)展方向是什么 ? 2. 耐火材料制品的化學組成和礦物組成分別是什么？它們對耐火制品的性質有何影響？ 3. 簡述耐火材料中雜質成分與主成分形成的液相對耐火材料的高溫性能影響 。 4. 耐火材料的顯微組織結構有哪些類型？它們各有何特征？ 5. 耐火材料的宏觀組織結構通常用哪些指標來表征？這些指標之間有何聯(lián)系？ 耐火材料的熱學性質和導電性質 （ 1） 熱膨脹 耐火材料的體積或長度隨著溫度的升高而增大的物理性質 稱為 熱膨脹 。 產生原因：原子的非諧性振動增大了原子的間距 ，從而使材料體積膨脹 。 耐火材料的熱膨脹可以用 線膨脹系數(shù) 或 體膨脹系數(shù)表示 ， 也可以用 線膨脹百分率 或 體積膨脹百分率 表示 。 體積膨脹系數(shù)： ℃ 1 線膨脹系數(shù)： ℃ 1 ptvv )(1????ptll )(1???? 膨脹系數(shù) 是指耐火材料由室溫加熱至試驗溫度的區(qū)間內，溫度每升高 1℃ ，試樣體積或長度的 相對變化率 。 意義：窯爐設計的重要參數(shù)、預留膨脹縫的依據(jù)，可間接判斷耐材熱震穩(wěn)定性能等。 膨脹百分率 則是指耐火材料由室溫加熱至試驗溫度時，試樣體積或長度的變化百分率。 %100)(00VVVV t ????%100)(00LLLL t ???? 耐火材料作為構筑熱工設備的結構材料 ， 常常在溫度變化 條件下使用 。 因此 ， 耐火材料的熱膨脹既是其重要的使用性能 ， 也是工業(yè)窯爐等高溫熱工設備進行結構設計的重要參數(shù) 。 耐火材料的熱膨脹性能取決于它的化學礦物組成，且與耐火材料中結晶相的晶體結構及鍵強密切相關。通常： ?鍵強高的材料具有低的熱膨脹系數(shù) (SiC)； ?組成相同的材料，晶體結構不同，其熱膨脹系數(shù)也不同(石英和石英玻璃）； ?加熱過程中，存在多晶轉變的材料，其熱膨脹系數(shù)也要發(fā)生相應的變化（鱗石英、方石英）。 （ 2） 熱導率 耐火材料的熱導率是指 單位溫度梯度下，單位時間內通過單位垂直面積的熱量 ，用 λ表示： tFxTQ???????)(? 式中： λ — 導熱率 （ W/mK） ； ΔQ — Δt 時間沿 x軸方向穿過 ΔF截面上的熱量 （ W/m2 ） ； — 沿 x軸方向的溫度梯度 （ K/m） 。 xT?? 耐火材料中所含的氣孔對其熱導率的影響最大 。一般說來，在一定的溫度范圍內，氣孔率越大，熱導率越低。耐火材料的化學礦物組成也對材料的導熱率也有明顯影響。 晶體中的各種缺陷、雜質以及晶粒界面 都會引起晶格波的散射，也等效于聲子平均自由程的減小，從而 降低熱導率 。 （ 3） 熱容 熱容是耐火材料的另一重要的熱學性質 ， 它是表征材料受熱后溫度升高情況的參數(shù) 。 任何物質受熱后溫度都要升高 ， 但不同的物質溫度升高1℃ 所需要的熱量不同 。 工程上用 在常壓下加熱 1公斤物質使之升溫 1℃ 所需要的熱量 （ 以 KJ計 ） 來表示和衡量這一性質 ，稱為 熱容 （ 又稱比熱容 ） 。 工程上所用的 平均熱容 是指從溫度 T1到 T2所吸收的熱量的平均值。平均熱容是比較粗略的，溫度范圍越大，精度越差，應用時要特別注意使用的溫度范圍。 耐火材料的熱容取決于它的 化學礦物組成 和 所處的溫度 。 作用：耐火材料的熱容除影響爐體的加熱、冷卻速度外，在蓄熱磚中也具有重要意義。 測定方法 :多采用 量熱計法 。 （ 4） 導電性 耐火材料通常在室溫下是電的 不良導體 ， 隨溫度升高 ， 電阻減小 ， 導電性增強 。 若將材料加熱至熔融狀態(tài) ， 則會呈現(xiàn)較強的導電能力 。 某些耐火材料具有導電性 ，如含碳耐火制品具有導電性，而二氧化鋯制品在高溫下也具有較好的導電性，可以作為高溫下的發(fā)熱體。 耐火材料的力學性質 耐火材料的力學性質是指制品在不同條件下的強度等物理指標，是表征 耐火材料抵抗不同溫度下外力造成的形變和應力而不破壞的能力 。 耐火材料的力學性質通常包括 耐壓強度 、 抗折強度、扭轉強度、耐磨性、彈性模量及高溫蠕變 等。 （ 1） 耐壓強度 耐火材料的耐壓強度包括 常溫耐壓強度 和 高溫耐壓強度 ，分別是指 常溫和高溫條件下，耐火材料單位面積上所能承受的最大壓力 ，以牛頓 /毫米 2（或 MPa）表示?？砂聪率接嬎悖? APCS ? 式中： Cs — 耐火制品的耐壓強度 ， 單位： MPa； P — 試樣破壞時所承受的極限壓力 ， 牛頓； A — 試樣承受載荷的面積，平方毫米。 常溫耐壓強度指標通?？梢苑从成a中工藝制度的變動 。 高耐壓強度表明制品的成型坯料加工質量 、 成型坯體結構的均一性及磚體燒結情況良好 。 因此 ， 常溫耐壓強度也是檢驗現(xiàn)行工藝狀況和制品均一性的可靠指標 。 耐火材料的高溫耐壓強度則反映了耐火材料在高溫下結合狀態(tài)的變化 。特別是加入一定數(shù)量結合劑的耐火可塑料和澆注料，由于溫度升高，結合狀態(tài)發(fā)生變化時，高溫耐壓強度的測定更為有用。 （ 2） 抗折強度 耐火材料的抗折強度包括 常溫抗折強度 和 高溫抗折強度 ，分別是指 常溫和高溫條件下，耐火材料單位截面積上所能承受的極限彎曲應力 ，以牛頓 /毫米 2（或 MPa）表示。 它表征的是材料在常溫或高溫條件下抵抗彎矩的能力。 采用 三點彎曲法 測量。 232FlRbd?式中： R — 抗折強度 ， N/mm2（ MPa） ； F — 試樣斷裂時所施加的最大載荷 ， N； l — 試樣底面兩支撐點之間的距離 ， mm； b — 上刀口部位