1、 耐火材料的組成和性質(zhì)

耐火材料的一般性質(zhì)，包括化學(xué)礦物組成、組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性質(zhì)、熱學(xué)性質(zhì)和高溫使用性質(zhì)。其中有些是在常溫下測定的性質(zhì)，例如氣孔率、體積密度、真密度和耐壓強(qiáng)度等。根據(jù)這些性質(zhì)，可以預(yù)知耐火材料在高溫下的使用情況；另一些是在高溫下測定的性質(zhì)，例如耐火度、荷重軟化點(diǎn)、熱震穩(wěn)定性、抗渣性、高溫體積穩(wěn)定性等，這些性質(zhì)反映在一定溫度下耐火材料所處的狀態(tài)，或者反映在該溫度下它與外界作用的關(guān)系。

A:耐火材料的化學(xué)礦物組成

耐火材料的若干性質(zhì)，取決于其中的物相組成、分布及各相的特性，即取決于制品的化學(xué)礦物組成。對于既定的原料，即化學(xué)礦物組成一定時(shí)，可以采用適當(dāng)?shù)墓に嚪椒?，獲得具有某種特性的物相組成（如晶型、晶粒大小、分布以及形成固溶體和玻璃相等），在一定限度內(nèi)提高制品的工作性質(zhì)。

a.化學(xué)組成

化學(xué)組成是耐火材料制品的基本特性。通常將耐火材料的化學(xué)組成按各成分含量和其作用分為兩部分，即占絕對多量的基本成分－主成分和占少量的從屬的副成分。副成分是原料中伴隨的夾雜成分和工藝過程中特別加入的添加成分（加入物）。

(1)主成分

它是耐火制品中構(gòu)成耐火基體的成分，是耐火材料的特性基礎(chǔ)。它的性質(zhì)和數(shù)量直接決定制品的性質(zhì)。其主要成分可以是氧化物，也可以是元素或非氧化物的化合物。耐火材料按其主成分的化學(xué)性質(zhì)又可分為三類：酸性耐火材料、中性耐火材料及堿性耐火材料。

(2)雜質(zhì)成分

耐火材料的原料絕大多數(shù)是天然礦物，在耐火材料（或原料）中含有一定量的雜質(zhì)。這些雜質(zhì)是某些能與耐火基體作用而使其耐火性能降低的氧化物或化合物，即通常稱為熔劑的雜質(zhì)。

(3)添加成分

在耐火制品生產(chǎn)中，為了促進(jìn)其高溫變化和降低燒結(jié)溫度，有時(shí)加入少量的添加成分。按其目的和作用不同分為礦化劑、穩(wěn)定劑和燒結(jié)劑等。通常分析耐火制品和原料的灼燒減量、各種氧化物含量和其它主要成分含量。將干燥的材料在規(guī)定溫度條件下加熱時(shí)質(zhì)量減少百分率稱為灼減。

a a.礦物組成

耐火制品是礦物組成體。制品的性質(zhì)是其組成礦物和微觀結(jié)構(gòu)的綜合反映。耐火制品的礦物組成取決于它的化學(xué)組成和工藝條件?；瘜W(xué)組成相同的制品，由于工藝條件的不同，所形成礦物相的種類、數(shù)量、晶粒大小和結(jié)合情況的差異，使其性能可能有較大差異。

B:耐火材料的組織結(jié)構(gòu)

耐火材料是由固相（包括結(jié)晶相和玻璃相）和氣孔兩部分構(gòu)成的非均質(zhì)體，其中各種形狀和大小的氣孔與固相之間的宏觀組織結(jié)構(gòu)。

b.氣孔率、體積密度、真密度

氣孔率、體積密度、真密度等是評價(jià)耐火材料質(zhì)量的重要指標(biāo)。

GB/T2997得測定原理：稱量試樣的質(zhì)量，再用液體靜力稱量法測定其體積，計(jì)算顯氣孔率、體積密度，或根據(jù)試樣的真密度計(jì)算真氣孔率。

(1)氣孔率

耐火材料內(nèi)的氣孔是由原料中氣孔和成型后顆粒間的氣孔所構(gòu)成。大致可分為三類：1）閉口氣孔，它封閉在制品中不與外界相通；2）開口氣孔，一段封閉，另一段與外界相通，能為流體填充；3）貫通氣孔，貫通制品的兩面，能為流體通過；為簡便起見，通常將上述三類氣孔合并為兩類，即開口氣孔（包括貫通氣孔）和閉口氣孔。一般開口氣孔體積占總氣孔體積的絕對多數(shù)，閉口氣孔的體積則很少，閉口氣孔體積難于直接測定，因此，制品的氣孔率指標(biāo)，常用開口氣孔率（亦稱顯氣孔率）表示。

(2)體積密度

表示干燥制品的質(zhì)量與其總體積之比，即制品單位體積（表觀體積）的質(zhì)量，用g/cm3表示。

體積密度也是表征制品致密程度的主要指標(biāo)，密度較高時(shí)，可減少外部侵入介質(zhì)（液相或氣相）對耐火材料作用的總面積，從而提高其使用壽命，所以致密化是提高耐火材料質(zhì)量的重要途徑，通常在生產(chǎn)中應(yīng)控制原料煅燒后的體積密度，磚坯的體積密度和制品的燒結(jié)程度。

(3)真密度

真密度是指不包括氣孔在內(nèi)的單位體積耐火材料的質(zhì)量，可用下式表示。

d真=G/[ V0- (V1+V2)],式中 G-干燥試樣質(zhì)量，g; V0、V1、V2——分別為試樣的總體積，開口氣孔體積，閉口氣孔體積，cm3。

2、?耐火材料的熱學(xué)性質(zhì)和導(dǎo)電性

2.1、熱膨脹

耐火材料的熱膨脹是指其體積或長度隨著溫度升高而增大的物理性質(zhì)。

2.2、熱導(dǎo)率

YB/T4130把導(dǎo)熱系數(shù)定義為：指單位時(shí)間內(nèi)在單位溫度梯度下沿?zé)崃鞣较蛲ㄟ^材料單位面積傳遞的熱量。如式（1）所示：

λ=q/(d?T?/d?x)

YB/T4130測定導(dǎo)熱系數(shù)原理為：根據(jù)傅立葉一維平板穩(wěn)定導(dǎo)熱過程的基本原理，測定穩(wěn)態(tài)時(shí)單位時(shí)間一維溫度場中熱流縱向通過試樣熱面流至冷面后被流經(jīng)中心量熱器的水流吸收的熱量。該熱量同試樣的導(dǎo)熱系數(shù)，冷熱面溫差，中心量熱器吸熱面面積成正比，同試樣的厚度成反比。

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