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耐材百科

抗熱震性描述耐火材料承受溫度驟變而不損毀的能力

  抗熱震性描述耐火材料承受溫度驟變而不致發生損毀的能力,是評價耐火材料高溫使用效果的一項重要指標。在溫度經常急驟變化的作業條件下使用的耐火材料,其抗熱震性的好壞往往是決定其使用壽命的主導因素。所以提高耐火材料的抗熱震性,一直是耐火材料科技工作者努力追求的一個目標。

  耐火材料是非均質的脆性材料,與金屬制品相比,由于它的熱膨脹率較大,熱導率和彈性較小,以及抗張強度低等,抗熱應力而不破壞的能力差,導致其抗熱震性能較低。材料的熱震破壞可分為兩大類:一類是瞬時斷裂,稱為熱沖擊斷裂;另一類是在熱沖擊循環作用下,先出現開裂,剝落,然后碎裂和變質,終至整體損壞,稱為熱震損傷。

  耐火材料在高溫環境中使用時需承受頻繁的熱沖擊,其抗熱沖擊的能力直接影響其使用壽命。采取增韌增強的方法,設置裂紋擴展過程中附加能量損耗機制或者增加裂紋擴展勢壘,可以提高耐火材料斷裂能和斷裂韌性,從而改善材料的抗熱震性能。一般地改善途徑有熱膨脹系數失配、納米增韌、纖維晶須增強、原位生長自增強增韌、相變增韌等。在這里主要介紹提高材料抗熱震性能的措施之一:熱膨脹系數失配。

  熱膨脹系數失配是指材料的基質相與顆粒相兩者的熱膨脹系數不同,在材料熱處理時,由于熱膨脹系數的不匹配,冷卻時在材料內部尤其是基質相與顆粒相的界面處產生熱應力,從而存在一個殘余應力場,這個局部應力場的存在對材料的一系列性能尤其是熱學性能造成各種影響。如果可膨脹系數失配較大,則熱應力場將導致顯微裂紋的產生。顯微裂紋又與顆粒的尺寸有關,只有顆粒的尺寸較大時,才能產生較大的顯微裂紋,同時裂紋偏轉的路徑增大,裂紋擴展阻力增大,消耗的斷裂能也增多。顯微裂紋的存在有助于提高材料的斷裂表面能。因為這些裂紋能吸收彈性應變能,使得驅動主裂紋擴展的能量降低,從而提高了材料的斷裂表面能。而根據顆粒與基體之間熱膨脹系數差的不同,裂紋擴展的路徑也有所不同,而是首先偏離原來的方向,環繞顆粒擴展,使得裂紋在基體中的擴展路徑加長:在裂紋擴展過程中,外加應力的作用使得在擴展中的裂紋的尖端附件出現裂紋區,而裂紋區的存在,能吸收部分擴展的能量,提高材料的抗熱震性能:當裂紋將朝向原裂紋方向的顆粒直接擴展,裂紋擴展到達顆粒與基體之間的界面處時,如果外加應力不再增加,則裂紋在此終止,如果外加應力增加,則裂紋擴展可能穿過顆粒導致顆粒開裂,也有可能沿顆粒與基體之間的界面進行擴展。

  鄭州科威耐材是具備生產許可資質的正規企業,6座高溫節能鋁石窯。從1984年建廠至今擁有36年專業研發、銷售經驗。

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科威耐材

科威耐材——耐火材料實力生產定制廠家

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