【文章內(nèi)容簡介】 G為試樣質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(nèi)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(shù)指標(biāo)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(zhì)浸入、滲透的程度與耐火制品氣孔的大小、形狀等密切相關(guān)，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(gòu)造和狀態(tài)有關(guān)，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(guān)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(xué)組成和礦物組成分別是什么？它們對耐火制品的性質(zhì)有何影響？ 3. 簡述耐火材料中雜質(zhì)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(jié)構(gòu)有哪些類型？它們各有何特征？ 5. 耐火材料的宏觀組織結(jié)構(gòu)通常用哪些指標(biāo)來表征？這些指標(biāo)之間有何聯(lián)系？ 耐火材料的熱學(xué)性質(zhì)和導(dǎo)電性質(zhì) （ 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(zhì) 稱為 熱膨脹 。 產(chǎn)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(nèi)，溫度每升高 1℃ ，試樣體積或長度的 相對變化率 。 意義：窯爐設(shè)計的重要參數(shù)、預(yù)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(gòu)筑熱工設(shè)備的結(jié)構(gòu)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?zé)峁ぴO(shè)備進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要參數(shù) 。 耐火材料的熱膨脹性能取決于它的化學(xué)礦物組成，且與耐火材料中結(jié)晶相的晶體結(jié)構(gòu)及鍵強(qiáng)密切相關(guān)。通常： ?鍵強(qiáng)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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)變的材料，其熱膨脹系數(shù)也要發(fā)生相應(yīng)的變化（鱗石英、方石英）。 （ 2） 熱導(dǎo)率 耐火材料的熱導(dǎo)率是指 單位溫度梯度下，單位時間內(nèi)通過單位垂直面積的熱量 ，用 λ表示： tFxTQ???????)(? 式中： λ — 導(dǎo)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(dǎo)率的影響最大 。一般說來，在一定的溫度范圍內(nèi)，氣孔率越大，熱導(dǎo)率越低。耐火材料的化學(xué)礦物組成也對材料的導(dǎo)熱率也有明顯影響。 晶體中的各種缺陷、雜質(zhì)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(dǎo)率 。 （ 3） 熱容 熱容是耐火材料的另一重要的熱學(xué)性質(zhì) ， 它是表征材料受熱后溫度升高情況的參數(shù) 。 任何物質(zhì)受熱后溫度都要升高 ， 但不同的物質(zhì)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(zhì)使之升溫 1℃ 所需要的熱量 （ 以 KJ計 ） 來表示和衡量這一性質(zhì) ，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(yīng)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(xué)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(dǎo)電性 耐火材料通常在室溫下是電的 不良導(dǎo)體 ， 隨溫度升高 ， 電阻減小 ， 導(dǎo)電性增強(qiáng) 。 若將材料加熱至熔融狀態(tài) ， 則會呈現(xiàn)較強(qiáng)的導(dǎo)電能力 。 某些耐火材料具有導(dǎo)電性 ，如含碳耐火制品具有導(dǎo)電性，而二氧化鋯制品在高溫下也具有較好的導(dǎo)電性，可以作為高溫下的發(fā)熱體。 耐火材料的力學(xué)性質(zhì) 耐火材料的力學(xué)性質(zhì)是指制品在不同條件下的強(qiáng)度等物理指標(biāo)，是表征 耐火材料抵抗不同溫度下外力造成的形變和應(yīng)力而不破壞的能力 。 耐火材料的力學(xué)性質(zhì)通常包括 耐壓強(qiáng)度 、 抗折強(qiáng)度、扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度、耐磨性、彈性模量及高溫蠕變 等。 （ 1） 耐壓強(qiáng)度 耐火材料的耐壓強(qiáng)度包括 常溫耐壓強(qiáng)度 和 高溫耐壓強(qiáng)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。可按下式計算： APCS ? 式中： Cs — 耐火制品的耐壓強(qiáng)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(qiáng)度指標(biāo)通?？梢苑从成a(chǎn)中工藝制度的變動 。 高耐壓強(qiáng)度表明制品的成型坯料加工質(zhì)量 、 成型坯體結(jié)構(gòu)的均一性及磚體燒結(jié)情況良好 。 因此 ， 常溫耐壓強(qiáng)度也是檢驗現(xiàn)行工藝狀況和制品均一性的可靠指標(biāo) 。 耐火材料的高溫耐壓強(qiáng)度則反映了耐火材料在高溫下結(jié)合狀態(tài)的變化 。特別是加入一定數(shù)量結(jié)合劑的耐火可塑料和澆注料，由于溫度升高，結(jié)合狀態(tài)發(fā)生變化時，高溫耐壓強(qiáng)度的測定更為有用。 （ 2） 抗折強(qiáng)度 耐火材料的抗折強(qiáng)度包括 常溫抗折強(qiáng)度 和 高溫抗折強(qiáng)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(yīng)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(qiáng)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