[工学]1_耐火材料的组成与性质.ppt

溶解速度： dC/dt:溶解速度； D:耐火材料通过扩散层的扩散系数； δ ：扩散层厚度； C0：一定温度下溶于熔渣中的耐火材料的饱和浓度； Cx：耐火材料在熔渣中溶解的实际浓度； S：熔渣与耐火材料相接触的面积； 渣的流动性好→δ 降低；溶解加快。 使用温度升高→D变大；溶解加快。 熔渣侵入机理主要有以下几种方式： 1、通过气孔；气孔率高的材料，熔渣易于通过气孔渗入耐火材料内部，增大熔渣与耐火材料的接触面积，而导致材料的溶蚀量加大。 2、通过耐火材料中形成的液湘；耐火材料中杂质含量较高时，耐火材料基质中玻璃相的含量较高，高温下形成的液湘较多，耐火材料的抗渣蚀性能较差。 3、在耐火材料固相中扩散；熔渣在耐火材料固相中扩散速度一般是较慢的。 A B 1 2 3 沿颗粒间形成的液湘侵入 在固相中的扩散 熔渣对耐火材料的润湿也是决定耐火材料侵蚀行为的重要因素。通常不被熔渣润湿的材料，也不会被熔渣所侵蚀。 耐火材料抗渣蚀性能的检验方法有熔锥法、坩埚法、浸渍法、转动浸渍法、撒渣法和回转法等。 动态抗渣试验图1－旋转抗渣法 动态抗渣试验图2－感应炉抗渣法 动态抗渣试验后试样的图片 渣线 静态抗渣试验图片 耐火材料 残渣 尖晶石细粉的加入量对浇注料抗渣性能的影响 作 业 1、耐火度、荷重软化点的定义，表示方法？什么叫荷重软化开 始点，影响耐火度和荷重软化点的因素是什么？ 2、重烧收缩和线膨胀有什么区别，引起重烧收缩的原因是什么？ 3、大多数制品重烧都是收缩，为什么砌筑窑炉时还要留膨胀缝？留膨胀缝的依据是什么？ 4、主成分、杂质成分和添加成分各自起到的作用？ 5、如何衡量耐火材料中形成的液相对制品高温性能的影响？ 6、耐火材料中矿物组成的分类？那部分先被损坏？ * * * （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。 产生热应力的因素：材料的热膨胀系数、材料的导热系数、缓冲热应力的因素（弹性模量的大小）。 耐火材料的热震稳定性与其热膨胀率(小）、导热率（大）以及弹性模量（小）密切相关，也与制品的宏观、微观组织结构，外形结构及尺寸有关。 一般而言，耐火制品在温度变化时会产生体积膨胀或收缩。当这种膨胀和收缩受到约束时，材料内部就会产生应力，这种应力称之为热应力。当材料内部由于温度变化而产生的热应力超过制品的强度时，制品将会产生开裂、崩落或断裂。 另一个方面，不同矿相之间热膨胀性的差异，产生的应力。 耐火材料热震稳定性试验后的电镜图片 热应力可由下式计算： 式中： Q —热应力； E —弹性模量； —热膨胀系数； ΔT —材料的初始温度与表面温度之差； —泊松比(在材料的比例极限内，由均匀分布的纵向应力所引起的横向应变与相应的纵向应变之比的绝对值)。 上式表明，材料内部的热应力与材料的弹性模量、热膨胀系数以及温度差成正比。当热应力达到材料的强度极限时也就是材料的强度不足以抵抗热应力时，制品就会产生破坏。 导热率高的制品，材料中温度分布易于均匀，其表层与内部的温度差（温度梯