包括气孔率、吸水率、体积密度、真密度、气孔孔径分布等。是评价耐火材料质量的重要指标。
耐火材料性能
反映耐火材料结构组成性质、物理性质和承受特定使用条件的能力。耐火材料所具有的性能,主要分为结构性能、力学性能、热学性能及使用性能等。
- 英文名称
- properties of refractories
- 所属学科
- 冶金工程
包括显气孔率(带有气孔的材料中所有开口气孔的体积与其总体积的比值)、闭口气孔率(带有气孔的材料中所有闭口气孔的体积与其总体积的比值)和真气孔率(显气孔率和闭口气孔率的总和)。耐火材料的气孔率指标常用显气孔率表示。
耐火材料全部开口气孔所吸收水的质量与其干燥试样的质量之比,以百分率(%)表示。它实质上反映了材料中的开口气孔量。
耐火材料的干燥质量与其总体积(固体、开口气孔和闭口气孔的体积总和)的比值,即材料单位体积的质量,单位克/厘米3。
耐火材料中的固体质量与其真体积(固体部分的体积)之比。
耐火材料中不同孔径下的孔容积分布频率。
耐火材料在外力作用下,抵抗变形和破坏的能力。耐火材料的力学性能指标有耐压强度、抗折强度、弹性模量、耐磨性等。
耐火材料在一定温度下单位面积上所能承受而不被破坏的极限载荷。耐火材料的耐压强度分为常温耐压强度和高温耐压强度。常温耐压强度是指制品在室温下所能承受的极限载荷;高温耐压强度是指制品在指定的高温条件下进行加压试验所能承受的极限载荷。
具有一定尺寸的耐火材料条形试样,在三点弯曲装置上所能承受的最大弯曲应力。又称抗弯强度或断裂模量,表明材料抵抗弯矩的能力。耐火材料的抗折强度分为常温抗折强度和高温(热态)抗折强度。室温下测得的抗折强度称为常温抗折强度;耐火材料在规定的高温条件下(一定的温度及保温时间)所测得的抗折强度值称为该温度下的高温抗折强度。
材料在外力作用下产生的应力与伸长或压缩弹性形变之间的关系。其数值为试样横截面所受正应力与应变之比。
耐火材料抵抗高速固体粒子冲击蚀损的能力,可用来预测耐火材料在磨损及冲刷环境中的适用性。通常用经过一定研磨条件和研磨时间研磨后材料的体积损失来表示。
包括热膨胀性、热导率等。
耐火材料随温度升高体积或长度增大的性能,常用线膨胀率和平均线膨胀系数表示,也可以用体膨胀率和体膨胀系数表示。线膨胀率是指由室温至试验温度间,试样长度的相对变化率,用%表示。平均线膨胀系数α是由室温至试验温度间,温度每升高1℃(K),试样长度的相对变化率。相应地,体积膨胀用体积膨胀率或体积膨胀系数
来表示。
式中为在所给温度变化
下物体体积的改变;
为初始温度
时的体积;
为该温度与初始温度的差值。
单位时间内,在单位温度梯度下沿热流方向通过材料单位面积传递的热量,又称导热系数。
耐火材料在高温下使用时所具有的性能。主要包括耐火度、荷重软化温度、抗热震性、体积稳定性、高温蠕变性、抗侵蚀性、抗氧化性等。
耐火材料在无荷重时抵抗高温作用而不熔融和软化的性能。耐火度的意义不同于熔点,熔点是纯物质的结晶相与液相处于平衡状态下的温度。由于耐火材料一般是由多种矿物组成的多相固体混合物,其熔融是在一定的范围内进行。耐火度是判定材料能否作为耐火材料使用的依据。
材料在承受恒定压负荷并以一定升温速率加热条件下产生变形的温度。表示耐火材料同时抵抗荷重和高温两方面作用的能力。
耐火材料抵抗温度急剧变化而导致损伤的能力。抗热震性是耐火材料力学性能和热学性能在温度变化条件下的综合表现。
耐火材料在使用过程中,由于受热负荷的作用,其外形体积或线性尺寸保持稳定不发生收缩或膨胀变化的性能。对于烧成耐火制品,通常用制品在无重负荷作用下的加热体积变化率或加热永久线变化率来表示;而对于不烧耐火材料(主要是不定形耐火材料),通常用加热线变化率来表示。①加热永久线变化率。烧成的耐火制品再次加热到规定的温度,保温一定时间,冷却到室温后所产生的残余膨胀和收缩。正号“+”表示膨胀,负号“-”表示收缩。②加热线变化率。不定形耐火材料的加热线变化率包括烘干线变化率和烧后线变化率。烘干线变化率是指试样在110±5℃下干燥一定时间后,长度不可逆变化的量与烘干前试样长度之比,以百分率表示;烧后线变化率是指试样在规定温度下加热并保温一定时间后,长度不可逆变化的量,用试样烧后长度变化的百分率来表示。
耐火制品在高温下受应力作用,随着时间变化而发生的等温形变。因施加外力的不同,高温蠕变性可分为高温压缩蠕变、高温弯曲蠕变和高温扭转蠕变等。其中常用的是高温压缩蠕变。
耐火材料在高温下抵抗各种侵蚀介质侵蚀和冲蚀作用的能力。这些侵蚀介质包括各种炉(高炉、电炉、转炉、精炼炉、有色金属冶炼炉、煅烧炉、反应炉)渣、燃料、灰分、飞尘、铁屑、石灰、水泥熟料、垃圾、液态熔融金属、玻璃熔液、酸碱溶液、电解质液、各种气态物质(煤气、一氧化碳,硫、锌及碱蒸气)等。由于侵蚀介质的不同,分为抗渣性、抗酸性、抗碱性、抗玻璃熔液侵蚀、抗一氧化碳侵蚀性等。①抗渣性,是耐火材料抵抗熔渣侵蚀的能力。广义的熔渣包括各种炉渣、燃料、灰分、飞尘、铁屑、石灰、水泥熟料、垃圾、液态熔融金属等。②抗酸性,是耐火材料抵抗酸侵蚀的能力。测定耐火制品抗酸性的方法一般选用硫酸作为侵蚀剂。③抗碱性,是耐火材料在高温下抵抗碱侵蚀的能力。测定耐火材料抗碱性方法,通常以无水碳酸钾为侵蚀介质,有混合侵蚀法和直接接触熔融侵蚀法两种。④抗玻璃熔液侵蚀,是耐火材料抵抗玻璃熔液侵蚀、冲刷的能力。⑤抗一氧化碳侵蚀性,是指耐火材料在一氧化碳气氛中抵抗开裂或崩解的能力。
含碳及其他非氧化物耐火材料[主要是含碳化物、硼化物、氮化物、硅铝氧氮化合物(SiAlON)、氧氮化铝(AlON)等的材料]在高温氧化气氛下抵抗氧化的能力。