【正文】 產(chǎn)生應(yīng)力，這種應(yīng)力稱之為熱應(yīng)力。當(dāng)材料內(nèi)部由于溫度變化而產(chǎn)生的熱應(yīng)力超過(guò)制品的強(qiáng)度時(shí)，制品將會(huì)產(chǎn)生開(kāi)裂、崩落或斷裂。 另一個(gè)方面，不同礦相之間熱膨脹性的差異，產(chǎn)生的應(yīng)力。 耐火材料熱震穩(wěn)定性試驗(yàn)后的電鏡圖片 熱應(yīng)力可由下式計(jì)算： ???????1TEQ式中： Q — 熱應(yīng)力； E — 彈性模量； — 熱膨脹系數(shù)； ΔT — 材料的初始溫度與表面溫度之差； — 泊松比 (在材料的比例極限內(nèi)，由均勻分布的縱向應(yīng)力所引起的橫向應(yīng)變與相應(yīng)的縱向應(yīng)變之比的絕對(duì)值 )。 ?? 上式表明 ， 材料內(nèi)部的熱應(yīng)力與材料的彈性模量 、 熱膨脹系數(shù)以及溫度差成正比 。 當(dāng)熱應(yīng)力達(dá)到材料的強(qiáng)度極限時(shí)也就是材料的強(qiáng)度不足以抵抗熱應(yīng)力時(shí) ， 制品就會(huì)產(chǎn)生破壞 。 導(dǎo)熱率高的制品，材料中溫度分布易于均勻，其表層與內(nèi)部的溫度差（溫度梯度）就小，因而產(chǎn)生的熱應(yīng)力相對(duì)較??；反之，導(dǎo)熱率低的材料，其中的溫度分布難以均勻，材料中的溫度梯度大，由此而產(chǎn)生的熱應(yīng)力也大。因此 導(dǎo)熱系數(shù)高的材料，其熱震穩(wěn)定性也相對(duì)較高 。 材料因熱震破壞的情況可以分為兩大類： 一類是材料發(fā)生瞬時(shí)斷裂；對(duì)這類破壞的抵抗稱之為抗熱震斷裂性能。 人們 從 熱彈性力學(xué) 的觀點(diǎn)出發(fā)，以強(qiáng)度－應(yīng)力為判據(jù)，認(rèn)為材料中的熱應(yīng)力達(dá)到抗張強(qiáng)度極限后，材料就產(chǎn)生開(kāi)裂，而一旦有裂紋產(chǎn)生就會(huì)導(dǎo)致材料完全破壞 。所導(dǎo)出的結(jié)果對(duì)于一般的玻璃、瓷器和電子陶瓷等都能較好的適應(yīng)，但是對(duì)于一些含有微孔的材料和非均質(zhì)的金屬陶瓷等都不適合。 根據(jù)這種觀點(diǎn)，材料抗熱震損傷的能力和其彈性模量呈反比的關(guān)系。 彈性模量對(duì)熱震穩(wěn)定性的影響 另一類是在熱沖擊循環(huán)作用下，材料表面發(fā)生開(kāi)裂、剝落，并不斷發(fā)展，以致最終破裂或變質(zhì)而破壞；對(duì)于這類破壞的抵抗稱為抗熱震損傷性能； 人們 從 斷裂力學(xué) 觀點(diǎn)出發(fā)以應(yīng)變能－斷裂能為判據(jù)進(jìn)行分析。 根據(jù)這種觀點(diǎn)，材料抗熱震的能力同其彈性模量呈正比的關(guān)系。 由于抗熱震穩(wěn)定性問(wèn)題的復(fù)雜性（除了彈性模量因素影響以外還有材料的強(qiáng)度、 膨脹系數(shù)、熱導(dǎo)率 、形狀和尺寸等），至今還未能建立一個(gè)十分完善的理論，因此任何試圖改進(jìn)材料抗熱震性能的措施，都必須結(jié)合具體的使用條件和要求，綜合各種因素的影響，同時(shí)必須和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合。 目前人們所認(rèn)可的是：材料的膨脹系數(shù)越小，熱導(dǎo)率越大，其抗熱震穩(wěn)定性能越好。 熱震穩(wěn)定性的試驗(yàn)方法： 風(fēng) 冷（ 1000 ℃ ， 30分鐘，風(fēng)冷，重復(fù)） 水 冷（ 1100℃ ， 20分鐘，水冷，自然干燥，重復(fù)） 評(píng)價(jià)： 試樣被破壞的程度 試樣強(qiáng)度的保持率 020406080100120 1 2 3 4 6 9硅微粉含量( % )強(qiáng)度保持率(%)系列1熱震試驗(yàn)后強(qiáng)度變化 此外 ， 耐火制品的宏 、 微觀組織結(jié)構(gòu)對(duì)制品的熱震穩(wěn)定性也有一定影響 。 當(dāng)耐火制品內(nèi)部存在某些細(xì)微缺陷 ， 如微氣孔 、 微裂紋等 ， 有利于延緩或終止裂紋的擴(kuò)展 。 采取一定的工藝措施使制品內(nèi)部產(chǎn)生 微裂紋 而達(dá)到 阻止裂紋擴(kuò)展 的目的 ， 是目前普遍采用的提高制品熱震穩(wěn)定性有效措施之一 。 耐火制品外形結(jié)構(gòu)及尺寸設(shè)計(jì)的不合理，會(huì)導(dǎo)致制品局部應(yīng)力集中而產(chǎn)生破壞。 （ 5）含碳耐火材料的抗氧化性 含碳耐火材料在氧化性氣氛中，其中的碳素材料會(huì)同空氣中的氧氣發(fā)生發(fā)應(yīng)。 試樣： 50177。 2mm的立方體或直徑與高為 50 177。 2mm的圓柱體； 溫度： 1400℃ ，保溫 3小時(shí)，固定流量向爐內(nèi)通空氣； 評(píng)價(jià)：切開(kāi)試樣，測(cè)量脫碳層厚度。 也可由雙方協(xié)商測(cè)量方法。 抗氧化性試樣試樣： 50 50 50 mm。 將試驗(yàn)置于爐內(nèi) ，在氧化氣氛中加熱至 1400℃ 并保溫 2小時(shí) ， 冷卻至室溫后切成兩半 ， 測(cè)量其脫碳層厚度 。 按下式計(jì)算脫碳層厚度： 式中 , L：脫碳層厚度 ， mm ：自試樣一個(gè)切面四邊測(cè)量的脫碳層厚度 ， mm ：自試樣另一個(gè)切面四邊測(cè)量的脫碳層厚度 ， mm 8)()( 39。439。339。239。14321 llllllllL ????????41 ~ll39。439。1 ~ll抗氧化性試驗(yàn)后，試樣截面圖 012345671 2 3 4 5Sample numberThickness of decarburization不同試樣抗氧化能力比較 對(duì)于不含抗氧化劑的含碳耐火材料 先碳化再氧化，利用測(cè)得的數(shù)值來(lái)進(jìn)行計(jì)算，得到其失碳率。 耐火材料在高溫下抵抗熔渣侵蝕的性能稱為抗渣蝕性能 。 腐蝕性介質(zhì)通常稱之為“熔渣”。所謂“熔渣”，包括高溫下與耐火材料接觸的各種固態(tài)、液態(tài)物料（如水泥熟料、石灰、熔融金屬、玻璃液等）、冶金爐渣、燃料灰分、飛灰以及各種氣態(tài)物質(zhì)等。高溫環(huán)境下，熔渣物質(zhì)與耐火材料相接觸，并與之發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致耐火材料的侵蝕損毀。 占材料被損壞原因的 50％以上。 (6)抗渣蝕性能 鋼水及熔渣對(duì)耐火材料的侵蝕 熔渣侵蝕是耐火材料使用過(guò)程中最主要的一種損毀形式，耐火材料在熔渣中的溶蝕損毀一般可分為以下幾種情況： 單純?nèi)芪g： 耐火材料與熔渣不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的物理溶解作用所造成的耐火材料的損毀。如碳素材料向鋼鐵溶液中的溶解即屬于單純?nèi)芪g作用。 反應(yīng)溶蝕： 耐火材料與熔渣物質(zhì)在其接觸界面處發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成低熔點(diǎn)的化合物，導(dǎo)致耐火材料工作面的溶蝕損毀。 滲透、侵入變質(zhì)溶蝕： 熔渣類物質(zhì)通過(guò)耐火材料的氣孔或通過(guò)液相、固相擴(kuò)散，滲入耐火材料基體中與耐火材料的基質(zhì)和結(jié)晶相發(fā)生反應(yīng)，使耐火制品的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生質(zhì)變而造成耐火材料的溶蝕損毀。 堿性耐火材料的熔渣侵蝕過(guò)程就是一個(gè)典型的滲透、侵入變質(zhì)溶損過(guò)程。 熔渣在耐火材料中的滲透 熔渣 鎂砂顆粒 熔渣在鎂砂顆粒中的滲透 鎂碳化硅澆注料抗渣實(shí)驗(yàn)后電鏡圖片 左：反應(yīng)層 右：滲透層 左：變質(zhì)層 右：原質(zhì)層 影響耐火材料抗渣能力的因素： ?熔渣與耐火材料的化學(xué)礦物組成； ?耐火材料在熔渣中的溶解度； 溶解速度： 0() xd C D C C Sdt ???dC/dt:溶解速度； D:耐火材料通過(guò)擴(kuò)散層的擴(kuò)散系數(shù)； δ ：擴(kuò)散層厚度； C0： 一定溫度下溶于熔渣中的耐火材料的飽和濃度； Cx：耐火材料在熔渣中溶解的實(shí)際濃度； S：熔渣與耐火材料相接觸的面積； 渣的流動(dòng)性好 → δ 降低；溶解加快。 使用溫度升高 → D變大；溶解加快。 熔渣侵入機(jī)理主要有以下幾種方式： 通過(guò)氣孔； 氣孔率高的材料，熔渣易于通過(guò)氣孔滲入耐火材料內(nèi)部，增大熔渣與耐火材料的接觸面積，而導(dǎo)致材料的溶蝕量加大。 通過(guò)耐火材料中形成的液湘； 耐火材料中雜質(zhì)含量較高時(shí)，耐火材料基質(zhì)中玻璃相的含量較高，高溫下形成的液湘較多，耐火材料的抗渣蝕性能較差。 在耐火材料固相中擴(kuò)散； 熔渣在耐火材料固相中擴(kuò)散速度一般是較慢的。 A B 1 2 3 沿顆粒間形成的液湘侵入 在固相中的擴(kuò)散 熔渣對(duì)耐火材料的潤(rùn)濕也是決定耐火材料侵蝕行為的重要因素。通常不被熔渣潤(rùn)濕的材料，也不會(huì)被熔渣所侵蝕。 耐火材料抗渣蝕性能的檢驗(yàn)方法有熔錐法、坩堝法、浸漬法、轉(zhuǎn)動(dòng)浸漬法、撒渣法和回轉(zhuǎn)法等。 動(dòng)態(tài)抗渣試驗(yàn)圖 1－旋轉(zhuǎn)抗渣法 動(dòng)態(tài)抗渣試驗(yàn)圖 2－感應(yīng)爐抗渣法 動(dòng)態(tài)抗渣試驗(yàn)后試樣的圖片 渣線 靜態(tài)抗渣試驗(yàn)圖片 耐火材料 殘?jiān)? 2 4 6尖晶石細(xì)粉含量(% )侵蝕指數(shù)1滲透指數(shù)滲透侵蝕尖晶石細(xì)粉的加入量對(duì)澆注料抗渣性能的影響 作 業(yè) 耐火度、荷重軟化點(diǎn)的定義，表示方法？什么叫荷重軟化開(kāi) 始點(diǎn)，影響耐火度和荷重軟化點(diǎn)的因素是什么？ 重?zé)湛s和線膨脹有什么區(qū)別，引起重?zé)湛s的原因是什么？ 大多數(shù)制品重?zé)际鞘湛s，為什么砌筑窯爐時(shí)還要留膨脹縫？留膨脹縫的依據(jù)是什么？ 主成分、雜質(zhì)成分和添加成分各自起到的作用？ 如何衡量耐火材料中形成的液相對(duì)制品高溫性能的影響？ 耐火材料中礦物組成的分類？那部分先被損壞？