耐火材料的组成与性质

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1、耐火材料工艺原理第一章耐火材料的组成与性质第一章耐火材料的组成与性质耐火度不低于1580℃的无机非金属材料是耐火材料，选用耐火材料仅根据耐火度是不够的。因为耐火材料在使用过程中除了受到高温（一般为1000℃~1800℃）作用外，还要受到物理、化学、机械等方面的作用，因此所选用的耐火材料应该具备全面抵抗上述作用的性质，如在高温时不容易熔融软化、不被溶蚀和磨损、不产生崩裂剥落等等。什么是耐火材料的性质？一般可以理解为：耐火材料所特有的，区别于其它材料的特征。什么是耐火材料的性能？一般可以理解为：耐火材料所具有的性质和功能。什么是耐火材料的质量？一般可以理解为：耐火材料的一组固有特性满足要求

2、的程度。1、耐火材料应具有的性质及其依赖关系1.1耐火材料的一般性质1）化学矿物组成：化学组成、矿物组成。2）组织结构：气孔率、体积密度、真密度。3）热学性质：热膨胀、热导率、热容、温度传导性。4）力学性质：常温力学性质（耐压、抗折、抗拉、扭转、耐磨、弹性模量）、高温力学性质（耐压、抗折、扭转、蠕变、弹性模量）。5）高温使用性质：耐火度、高温荷重变形温度、高温体积稳定性、热震稳定性、抗渣性、耐真空性。6）其它性质：导电性（如电炉的绝缘材料及ZrO2氧探头等）、外观形状尺寸的规定性、以及特殊材料的专有性质。1.2耐火材料性质间的一般依赖关系45耐火材料工艺原理第一章耐火材料的组成与性质例

3、如：SiO2的同质多晶转变和硅砖的生产当工艺过程中不引入矿化剂时，纯SiO2系统：α-石英按虚线路程，1050℃转变为α-方石英（即，所谓的干转化过程），最终的矿物组成为α-方石英；当工艺过程中引入矿化剂时，非纯SiO2系统：高分散物料、且为缓慢加热过程，α-石英转变为鳞石英。其原因在于：高温时矿化剂与SiO2相互作用形成液相，α-石英及反应过程中首先形成的中间变体“亚稳方石英”不断溶解于液相中，液相形成硅氧的过饱和溶液，使鳞石英不断从液相中析晶出来，并稳定存在砖体中，最终的主要矿物组成应为大量的鳞石英和少量α-方石英。2、耐火材料性质的应用耐火材料的质量取决于其性质和性能，耐火材料的

4、性质是其质量性能的体现。因此耐火材料的性质可以作为鉴定评价耐火材料质量的标准；可以是生产过程中制定、检查、改进生产工艺参数的根据；是合理选用耐火材料的依据。3、耐火材料性质的测试45耐火材料工艺原理第一章耐火材料的组成与性质3.1耐火材料性质的测试标准国外有前苏联的гOCT、美国的ASTM、英国的BSI、德国的DIN、日本的JIS等。我国1959年制定“重标”即重工业部标准，后来有冶金工业部标准YB、国家标准GB。这些标准根据耐火材料生产及应用的变化，需要不断地进行修订。3.2耐火材料性质与实际使用情况的差别热学性质、高温力学性质、高温使用性质等不同于常温的一些性质，这些涉及高温的性质

5、测试条件并不完全符合耐火材料的使用条件。测试条件与使用条件的区别：测试条件一般采用模拟和强化实际使用条件的方法测试耐火材料的性质。因为有的耐火材料使用期限长达数年，而实验室中不可能进行长达数年的性质测试。例如：高温荷重软化温度及高温蠕变性的测试，都施加了比实际使用条件大的多的载荷，以便缩短性质测试时间，并达到反映制品性能的目的。尽管由于测试条件与实际使用条件有差别，单凭耐火材料性质的测试结果不能准确预示耐火材料在实际使用时的工作性能和推知其使用寿命，但是仍然可用于选择和改进耐火材料、推测判断其高温使用状态的参考依据。§1-1耐火材料的化学矿物组成耐火材料的选用是依据其性质，而耐火材料的

6、性质本质上由其化学组成和生产工艺所决定。对于确定的原料，其化学组成也就相应地确定了，但是其物相组成、组织结构（宏观结构和显微结构等）等并不能确定，还有赖于“生产工艺”条件这一外界因素。1.1耐火材料的化学组成耐火材料的化学组成，即是耐火材料中所包含的各种不同化学成分及其百分含量。化学组成是耐火材料制品的基本特性，耐火材料的许多性质取决于化学组成。耐火材料的化学组成按其各成分的含量及作用分为两部分：主成分、副成分。主成分是耐火材料化学组成的主体成分，含量高；副成分的含量低，为从属成分，来源为原料中的杂质成分、工艺中混入或添加剂成分等。耐火制品及原料的化学组成应按国家标准GB45耐火材料工

7、艺原理第一章耐火材料的组成与性质进行化学分析来获得。1.1.1主成分主成分是耐火材料的属性根源、特性基础，耐火材料的主要性质更多地取决于主成分。主成分可以是元素（如C）、也可以是化合物（如Al2O3、ZiO2、SiC、Si3N4），主成分可以是一种、或一种以上的成分。耐火材料的主成分按化学性质可分为酸性、中性、碱性等三类，但是由于人们认识上的不同有些耐火材料的酸碱性问题很难达到统一的共识。1.1.2副成分（1）杂质成分杂质成分的来源为天然耐火原