最新31耐材定义及性质解析幻灯片.ppt

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1、31耐材定义及性质解析3.1耐火材料定义及性质3.1.1定义耐火材料是指耐火度不低于1580℃的无机非金属材料。用做高温窑炉的结构材料，工业用高温容器和部件的材料。大部分以天然矿石（如耐火黏土、硅石、菱镁矿、白云石等）为原料制成。也有些采用工业原料和人工合成原料（如工业氧化铝、碳化硅、合成莫来石、合成尖晶石的）。玻璃窑用部分耐火材料3.1.2.2耐火材料的结构性能(1)气孔率气孔率可占制品总容积的0～90％。气孔分开口气孔和闭口气孔。开口气孔又分为毛细孔、非毛细孔和封闭的毛细孔。毛细孔分为透气的和不

2、透气的，孔径大于5微米的透气孔，称为贯通的气孔。图2-2制品中的气孔形状1—封闭气孔；2-开口气孔；3—贯通气孔图2-3耐火材料性质和气孔率的关系1－抗热震性；2－线膨胀系数；3－体积密度；4－热导率；5－耐压强度(2)吸水率吸水率是耐火制品全部开口气孔所吸收的水的质量与干燥试样的质量百分比。耐火原料生产中习惯上用吸水率来鉴定熟料的煅烧质量，原料煅烧得越好，吸水率数值越低，一般应小于5％。(3)体积密度体积密度是耐火制品的质量与其体积（包括气体）的比值。它表征耐火材料的致密程度，是所有耐火原料和耐火

3、制品质量标准中的基本指标之一。体积密度高的制品，其气孔率小，强度、高温荷重软化温度等一系列性能好。(4)真密度真密度是耐火制品的质量与其真体积（不包括气孔体积）之比。在耐火材料中，硅砖的真密度是衡量石英转化程度的重要技术指标。SiO2组成的各种不同矿物的真密度不同，鳞石英的真密度最小，方石英次之，石英最大。(5)气孔孔径分布气孔孔径分布是耐火制品中各种孔径的气孔所占气孔总体积的百分率。在气孔率相同时，孔径大的制品的强度低。熔铸或隔热耐火制品气孔孔径可大于1mm，称为缩孔或大气孔；致密耐火制品的气孔主

4、要为毛细孔，孔径多为1～30μm；气孔微细化的铝碳制品和致密高铝砖的平均孔径小于1～2μm。电熔锆刚玉砖横断面(箭头所指为大的缩孔)3.1.2.3耐火材料的热学性能(1)比热容比热容是指1kg耐火材料温度升高1℃所吸收的热量。数值用于窑炉设计热工计算。蓄热室格子砖采用高比热容的致密材料，以增加蓄热量和放热量，提高换热效率。(2)热膨胀性热膨胀性指材料的线度和体积随温度升降发生可逆性增减的性能。常以线膨胀系数或体积膨胀系数表示。名称黏土砖莫来石砖莫来石刚玉砖刚玉砖半硅砖硅砖镁砖平均线膨胀系数×10-6

5、（20～1000℃）4.5～6.05.5～5.87.0～7.58.0～8.57.0～9.011.5～13.014.0～15.0各种耐火材料的平均线膨胀系数各种耐火砖的热膨胀曲线1-镁砖;2-硅砖;3-铬镁砖；4-半硅砖；5-粘土砖；6-高铝砖；7-黏土砖(3)导热性导热性表示耐火制品导热能力的大小，常以其导热系数表示。为了减少炉体的热损失，一般来说，要选用导热性小的耐火材料。但是对于余热回收来说，又要选择导热性大的材料。常见耐火材料的导热系数1－碳化硅砖；2－镁砖；3－碳化硅砖（含SiC70％）；4

6、－刚玉砖；5－碳化硅砖（SiC50％）；6－烧结白云石砖；7－氧化锆砖；8－铬镁砖；9－刚玉砖(含α-Al2O390%)；10－硅线石砖；11－橄榄石砖；12－铬砖；13－硅砖；14－致密粘土砖；15－粘土砖3.1.2.4耐火材料的力学性能(1)耐压强度耐压强度是耐火材料在一定温度下单位面积上所能承受的极限载荷。衡量耐火材料质量的重要性能之一。常温耐压强度是指制品在室温下测得的数值。(2)抗折强度耐火材料抗折强度是指试样单位面积承受弯矩时的极限折断应力，又称抗弯强度。耐火材料抗折强度分为常温抗折强度

7、和高温抗折强度。(3)粘结强度粘结强度是指两种材料粘结在一起时，单位界面之间的粘结力。耐火材料粘结强度主要是表征不定形耐火材料在使用条件下的强度指标。要有一定的粘结能力，以有效地粘结于施工基体。(4)高温蠕变性耐火材料高温蠕变性是指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。分为高温压缩蠕变、高温拉伸蠕变、高温弯曲蠕变和高温扭转蠕变等。常用高温压缩蠕变。3.1.2.5耐火材料的使用性能(1)耐火度耐火度是指耐火材料在高温下抵抗熔化的能力。基本指标，可粗略识别耐火材料质量。耐火材料的实际使用温

8、度总要比材料的耐火度低，作为选材参考。耐火度的测定方法是将材料做成截头三角锥。在规定的加热条件下，与标准高温锥弯倒情况作比较。直至试锥顶部弯倒接触底盘，此时与试锥同时弯倒的标准高温锥可代表的温度即为该试锥的耐火度。试锥在不同熔融阶段的弯倒情况a－熔融开始以前；b－在相当于耐火度的温度下；c－在高于耐火度的温度下一些耐火原料及制品的耐火度名称耐火度范围/℃名称耐火度范围/℃结晶硅石1730～1770硅砖1690～1730高铝砖1770～2000粘土砖1610～1750镁