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耐火材料的性能

关键词:刚玉砖,氧化铝空心球砖,刚玉炉管,刚玉莫来石砖,高纯刚玉砖,刚玉耐火泥,氧化锆纤维毡 分类: 特种耐火材料 发布时间:16-04-17 09:01:01
耐火材料的性能 耐火材料的一般性质,包括组织结构、力学性质、热学性质和高温使用性质。其中有些是在常温下测定的性质。如“气孔率、体积密度、耐压强度等。根据这些性质,可以预知耐火材料在高温下的使用情况,另一些是在高温下测定的性质,如:耐火度、荷重软化温度、热震稳定性、抗渣性、高温体积稳定性等,这些性质反映在一定高温下耐火材料所处的状态或者反映在该温度下它与外界作用的关系。   1.1气孔率  耐火材料内的气孔是由原料中的气孔和成型后颗粒间的气孔所构成。它大致可以分为三类:⑴开口气孔:存在于制品表面,一端封闭,另一端与外界相通。⑵闭口气孔:封闭于制品内部,与外界处于隔绝状态。⑶贯通气孔:贯通制品两面与外界相通的气孔,能为流体通过。通常将上述三类气孔合并为两类,即:开口气孔(包括贯通气孔)和闭口气孔。开口气孔体积占总气孔体积绝大多数,闭口气孔体积则很小,并且难于直接测定,因此制品的气孔率指标常用开口气孔(即显气孔率)表示,即制品中所有开口气孔的体积占制品总体积的百分数。它直接表示制品的致密程度,直接影响耐火制品的其它物理指标和使用性能。   1.2常温耐压强度  常温耐压强度是指常温下耐火材料单位面积上所承受的最大压力。耐火材料在使用过程中很少由于常温下的静负荷而破坏。常温耐压强度主要是表明制品的烧结情况以及与其组织结构相关的性质,另一方面能通过常温耐压强度间接地评价其它指标。如:耐磨性、耐冲击性以及不烧制品的结合强度。   1.3 耐磨性  耐磨性是指耐火材料抵抗坚硬材料或气体磨损作用的能力。耐火材料的耐磨性不仅取决于制品的密度、强度,而且也取决于制品的矿物组成、组织结构和材料颗粒结合的牢固性。一般来讲,制品的常温耐压强度高、气孔率低、组织结构致密、烧结良好的制品有较好的耐磨性。目前无规定的耐磨性测定标准,一般不测定耐火材料的耐磨性。   1.4 耐火度  耐火材料在无荷重时抵抗高温作用而不融化的性质称为耐火度。决定耐火度高低的最基本因素是材料的化学矿物组成及其分布情况。因此,耐火度无疑是判定耐火材料质量的一个指标。但达到该温度时,材料不再有机械强度和耐侵蚀。因而认为耐火度越高砖越好是不适宜的。同时,耐火材料在使用中经受高温作用时,通常还伴有荷重和外物的熔剂作用,所以制品的耐火度不能视为制品使用温度的上限,必须综合考虑其它性能,作为合理选用耐火材料的参考。   1.5 荷重软化温度  荷重变形指标是耐火材料在高温和荷重同时作用下的抵抗能力,也表示耐火材料呈现明显塑性变形的软化范围。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,称为荷重软化温度,它能在较大的温度范围内把材料的结构性能明显地表示出来,因而可以对耐火材料作出较全面的估价。但在实际应用中应注意:⑴实际使用条件下所承受的荷重要比0.2MPa低得多。由于负荷低,制品开始变形的温度将升高。⑵砌体沿厚度方向受热不均匀,而大部分负荷将由温度较低的部分承担。⑶在使用条件下制品承受变形的时间,远远超过实验的时间。⑷在实际使用过程中,耐火材料还可能承受其它种类的负荷。   1.6 热震稳定性  耐火材料抵抗温度急剧变化而不破坏的性能称为热震稳定性。耐火材料在急冷急热时损坏的原因在于:当制品在急冷急热时,制品表面和内部会产生很大的温差。此种情况下如果是急热过程,制品外表处于高温状态而力求膨胀;而制品内部则处于低温下,不产生或产生极小膨胀,相对于制品外表则处于力求收缩状态。在急冷过程中则情况相反。由于这种情况存在,致使制品产生较大的热应力,当所产生的热应力达到了制品的极限强度时,即会发生开裂或剥落,而使制品发生损坏,耐火材料在使用时,经常遇到温度波动情况。使得耐火材料有可能因受操作时温度经常波动而损坏。因此,热震稳定性是鉴定耐火材料质量的重要指标之一。   1.7 抗渣性  耐火材料在高温作用下抵抗熔渣、炉料以及各种气体介质等的化学作用和物理作用而不损坏的能力,称为抗渣性。熔渣侵蚀是耐火材料在使用过程中最常用的一种损坏形式。熔渣物质在高温下多形成液态物质直接与耐火材料接触。熔渣侵蚀过程主要是耐火材料在熔渣中的溶解过程和熔渣向耐火材料内部的侵入过程。耐火材料向熔渣中溶解的过程可分为:⑴单纯溶解。耐火材料与熔渣不发生化学反应的物理溶解作用。⑵反应溶解。耐火材料与熔渣在其界面处发生化学反应,使耐火材料的工作面部分转变为低熔物而溶于渣中,同时改变了熔渣和制品的化学组成。⑶侵入变质溶解。高温溶液或熔渣通过气孔侵入耐火材料内部深处或通过耐火材料的液相扩散向耐火材料的固相中扩散,使制品的组织结构发生质变而溶解。水泥窑料对碱性耐火材料的侵蚀过程是典型的侵入变质溶解过程。熔渣对耐火材料的侵蚀不仅限于表面的溶解作用,而且熔渣还能侵入耐火材料内部,扩大其反应面积和深度,在材料表面附近其组成和结构发生质变,形成溶解度高的变质层,加速损坏。此种侵入的比例大致与气孔率成正比。熔渣的侵入机理有:⑴通过气孔侵入,⑵通过耐火材料的液相侵入,⑶在固相中扩散。其中侵入速度最大的是通过气孔侵入。   1.8 热导率  热导率是表征耐火材料导热特性的一个物理指标。它的物理意义是指单位温度梯度下,单位时间内通过单位垂直面积的热量。耐火材料的导热能力与其化学组成、组织结构及温度有密切关系。材料的化学组成越复杂,杂质含量越多,添加成分形成的固溶体越多,它的热导率降低越明显,晶体结构越复杂的材料,热导率也越小。耐火材料通常都含有一定的气孔,气孔内的气体热导率低。因此,气孔总是降低材料的导热能力。在一定的温度内,对一定的气孔率来说,气孔率愈大,则热导率愈小。   1.9 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稳定性。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,由于各种原因,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,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。 郑州友生耐火材料有限公司是一家专注于超高温耐火材料产品研究、开发、生产及销售的高科技技术型企业。主要产品有氧化铝系列,包含高纯刚玉砖、莫来石刚玉砖、刚玉炉管、氧化铝空心球砖、刚玉耐火泥等;氧化锆系列,包含有氧化锆砖、氧化锆空心球砖、氧化锆纤维制品、氧化锆纤维毡、稳定电熔氧化锆砂粉、氧化锆陶瓷造粒粉、氧化锆空心球、工业氧化锆、氧化锆陶瓷珠等。公司生产的产品不仅涉及钢铁、石油、化工机械、耐火材料等传统领域,同时也延伸到高熔点金属熔炼、人工晶体、LED、人造宝石、核能安全等新兴产业。

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