1_耐火材料的组成与性质.ppt

耐火材料化学组成的分析方法 专门标准规定。 较新方法：比色法、有机试剂（络合物）滴定法、火焰光度法、光谱分析法、x射线荧光分析法等 作 业 何谓耐火材料？我国耐火材料今后的发展方向是什么? 耐火材料制品的化学组成和矿物组成分别是什么？它们对耐火制品的性质有何影响？ 简述耐火材料中杂质成分与主成分形成的液相对耐火材料的高温性能影响 。 耐火材料的显微组织结构有哪些类型？它们各有何特征？ 耐火材料的宏观组织结构通常用哪些指标来表征？这些指标之间有何联系？ 材料不同或材料测试或使用的具体条件不同，其高温蠕 变曲线也不尽相同。 影响高温蠕变的因素： ① 使用条件，如温度、荷重、时间、气氛性质等； ② 材质，如化学组成和矿物组成； ③ 制品的显微组织结构。 测定耐材高温蠕变意义：研究耐材在高温下应力作用产 生的组织结构变化；检验制品质量；评价生产工艺；窑炉设 计中预测耐火制品在实际应用中承受负荷的变化；评价制品 的使用性能等。 作 业 研究耐火材料的热膨胀有何实际意义？影响耐材热膨胀的因素有哪些？ 何谓蠕变？材料高温蠕变过程可分为哪几个特征阶段？各阶段有何特点？ （3）高温体积稳定性 高温体积稳定性是评价耐火材料质量的一项重要物理指标，表示耐火材料在高温下长期使用时，其外形及体积保持稳定而不发生变化的性能。 一般而言，烧成耐火制品在高温煅烧过程中，由于各种原因制品在烧成结束时，其物理化学反应往往未达到平衡状态； 另一方面，制品在烧成过程中由于窑炉温度分布不均等原因，不可避免地存在欠烧现象，这些烧结不充分的欠烧制品中，其间的物理化学反应进行得也不充分。因此制品在使用过程中受到高温长期作用时，一些物理化学变化会继续进行并伴随有不可逆的体积变化。 这些不可逆的体积变化称为残余膨胀或残余收缩，也称重烧膨胀或收缩。 重烧体积变化的大小表征了耐火制品的高温体积稳定性，对高温窑炉等热工设备的结构及工况的稳定性具有十分重要的意义。 测定意义：衡量材料烧结性能的好坏。 重烧体积变化可用体积变化百分率或线变化百分率表示： 式中：V，V0 —分别表示重烧前后试样的体积； L，L0 —分别表示重烧前后试样的长度。 一般材料的重烧都是收缩的，为什么在砌筑窑炉等热工设备时还要留膨胀缝？ （4）热震稳定性 耐火材料抵抗温度急剧变化而不被破坏的性能称为热震稳定性或抗热冲击性能。 高温窑炉等热工设备在运行过程中，其运行温度常常发生变化甚至剧烈的波动.这种温度的急剧变化常常会导致耐火材料产生裂纹、剥落、崩裂等结构性的破坏，而影响热工设备操作的稳定性、安全性和生产的连续性。 1.6 耐火材料的热学性质和导电性质 （1）热膨胀 耐火材料的体积或长度随着温度的升高而增大的物理性质称为热膨胀。 产生原因：原子的非谐性振动增大了原子的间距，从而使材料体积膨胀。 耐火材料的热膨胀可以用线膨胀系数或体膨胀系数表示，也可以用线膨胀百分率或体积膨胀百分率表示。 体积膨胀系数： ℃-1 线膨胀系数： ℃-1 膨胀系数是指耐火材料由室温加热至试验温度的区间内，温度每升高1℃，试样体积或长度的相对变化率。 意义：窑炉设计的重要参数、预留膨胀缝的依据，可间接判断耐材热震稳定性能等。 膨胀百分率则是指耐火材料由室温加热至试验温度时，试样体积或长度的变化百分率。 耐火材料作为构筑热工设备的结构材料，常常在温度变化条件下使用。因此，耐火材料的热膨胀既是其重要的使用性能，也是工业窑炉等高温热工设备进行结构设计的重要参数。 耐火材料的热膨胀性能取决于它的化学矿物组成，且与耐火材料中结晶相的晶体结构及键强密切相关。通常： 键强高的材料具有低的热膨胀系数(SiC)； 组成相同的材料，晶体结构不同，其热膨胀系数也不同(石英和石英玻璃）； 加热过程中，存在多晶转变的材料，其热膨胀系数也要发生相应的变化（鳞石英、方石英）。 （2）热导率 耐火材料的热导率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，用λ表示： 式中：λ — 导热率（W/m·K）； ΔQ — Δt 时间沿x轴方向穿过ΔF截面上的热量（ W/m2 ）；