活 性 染 料
活性染料
一、引言
1.1活性染料简介
早在一个多世纪之前，人们就希望制得能够与纤维形成共价键合的染料，从而提高染色织物的耐洗牢度。直到1954年，卜内门公司的拉蒂（Rattee）和斯蒂芬(Stephen)在应用中发现含二氯均三嗪基团的染料在碱性条件下可与纤维素上的伯羟基发生共价键合，进而坚牢地染着在纤维上，就此出现了一类能与纤维通过化学反应生成共价键的反应性染料，亦被称为活性染料。活性染料的出现，为染料的发展史揭开了崭新的一页。
活性染料自1956年问世以来，其发展一直处于领先地位。目前世界上纤维素纤维用活性染料的年产量占全部染料年产量的20%以上。
活性染料之所以能迅速发展，是因为具有如下特点：
1、染料可与纤维反应以共价键结合，在一般条件下这种结合键不会离解，所以活性染料在纤维上一经染着，就有很好的染色牢度，尤其是湿处理牢度。此外，染料染着于纤维后，不会像某些还原染料那样发生光脆损。
2、具有优良的匀染性能，而且色泽鲜艳，光亮度好，使用方便，色谱齐全，成本低廉。
3、国内已能大量生产，能充分满足印染行业的需要；其使用范围广，不仅可用于纤维素纤维的染色，还可用于蛋白质纤维的染色以及一些混纺织物染色。
1.2 活性染料的历史
20年代开始，汽巴公司开始了有关三聚氯氰染料的研究，这种染料的性能优于所有直接染料，其中特别是Chloratine Fast Blue 8G引入注目。它是将一个含有胺基的蓝色染料与带有三聚氯氰环的黄色染料组成为绿色调的内分子组合，即
该染料具有一个未被取代的氯原子，在一定条件下，能与纤维素反应形成共价结合，可是当时未被认识。
1923年，汽巴公司发现了酸性一氯均三嗪染料染于羊毛上，能获得高的湿牢度,从而在1953年发明了Cibalan Brill 型的染料。同时，在1952年，赫斯特公司亦在研究乙烯砜基团的基础上，生产了用于羊毛的活性染料，即Remalan。但是这两类染料，当时并不很成功。1956年卜内门公司终于生产了第一个棉用商品活性染料，称为普施安(Procion)，即现在的二氯均三嗪染料。
1957年，卜内门公司又开发了一氯均三嗪活性染料，称Procion H。
1958年，赫斯特公司又将乙烯砜基活性染料成功地用于纤维素纤维的染色，称之谓雷玛唑（Remazol）染料。
1959年山德士公司和嘉基公司分别正式生产了另一种活性基团的染料，即三氯嘧啶型。1971年又在这一基础上开发出性能更好的二氟一氯嘧啶型活性染料。
1966年，汽巴公司研制出一种以a－溴代丙烯酰胺的活性染料，它在羊毛染色上具有较好的性能，这为以后在羊毛上采用高牢度的染料奠定了基础。
1972年，卜内门公司又在一氯三嗪型活性染料基础上研制出具有双活性基团的染料，即Procion HE。这类染料在与棉纤维的反应性、固色率等性能方面又有进一步的改进。
1976年，卜内门公司又生产了一类以膦酸基为活性基团的染料，它可以在非碱条件下和纤维素纤维形成共价键结合，特别适合于和分散染料同浴染色或同浆印花，商品名为普施安T。1980年，日本住友公司在乙烯砜型Sumifix染料基础上又开发出乙烯砜与一氯均三嗪双活性基团的染料。
1984年日本化药公司研制出一种商品名为卡雅赛隆的活性染料，是在均三嗪环的基础上加入菸酸取代基。它可以在高温和中性条件下和纤维素纤维起共价键反应，因而特别适合用于分散/活性染料高温高压一浴染色法的染涤/棉混纺织物。
二、活性染料的结构
活性染料与其它类染料最大的差异在于其分子当中含有能和纤维的某些基团(羟基、氨基)通过化学反应形成共价结合的活性基(亦称反应基)。可用下列通式表示活性染料的结构：
S－D－B－Re
式中：S——水溶性基团，如磺酸基；
D——染料母体；
B——母体染料与活性基的连接基；
Re——活性基。
总的来说，活性染料应用在纺织纤维上至少应具备下列条件：
高的水溶性，高的储藏稳定性，不易水解；
对纤维有较高的反应性和高的固色率；
染料一纤维间结合键的化学稳定性高，即使用过程中不易断键褪色；
扩散性好，匀染性、透染性良好；
各项染色牢度，如日晒、气候、水洗、摩擦、耐氯漂等牢度均好；
未反应的染料及水解染料染后容易洗去，不沾色；
染色的提升性好，即可染得深浓色；
上述这些条件，与活性基团、染料母体、水溶性基团等均有密切的关系，其中活性基是活性染料的核心，它反映活性染料的主要类别及性能。
2.1活性基团
2.1.1活性基团的选择性
活性染料中对活性基团的选用都有一定的要求。
1、活性基团必须具备能与纤维进行共价结合的能力，即反应性。反应性的高低不仅决
定染料与纤维的反应速率，而且在一定程度上还决定染料在纤维上的固色率。
2、活性基团还与染料的稳定性有关，尤其重要的是储存稳定性。反应性太强，活泼性太高，染料容易水解，无法保存。染料与纤维化学结合后，产生的共价键一般是稳定的，但在一定酸、碱条件下会裂解，即断键，并造成色牢度的降低。活性基团与纤维结合键的稳定性是相关的。
3、活性基团还决定纤维印染加工的性质和条件，例如反应性高的活性染料的染色可以在较低的固色温度下进行，可以在碱性较弱或碱剂浓度较低的条件下进行固色；而反应性低的活性染料则恰恰相反，要在较高的固色温度及较高的pH值下进行染色。反应性低的活性染料，还适用于印花工艺中，因为它可以保持印浆的稳定。
此外，活性基团结构与染料的溶解度、直接性及扩散性等也有一定的关系。所以活性基团在活性染料结构中占有非常重要的地位。
2.1.2活性基团的分类
（一）含活泼卤素原子的氮杂环活性基
1、均三嗪活性基
其结构通式为
这是最早出现的一类活性基，由于这类活性基团具有较大的适应性，因而在活性染料中占主要地位，约占活性染料的一半。在这类活性染料中，由于三嗪环C=N 双键中氮比碳电负性大，N 具有较高的电子云密度成为负电荷中心，而相邻的C 成为正电荷中心。同时，由于亲核离去基团X 具有吸电子性，而使C 的电子云密度进一步减弱。这样就使与杂环上C 相邻的X 容易被纤维上的给电子基（—NH 2，—OH ）所取代，从而具有较高的反应活性。 其中最普遍的是二氯均三嗪（Procion MX ，国产X 型）和一氯均三嗪（Procion H ，国产K 型）两大类。
氯代均三嗪上的二个Cl 活泼性是不同的。一般来说，二氯均三嗪活性较大，当其中一个Cl 被氨基取代后，由于N 的给电性，而使剩下的Cl 的活泼性降低。因此，二氯均三嗪反应活泼性高，适于低温（25～45℃）染色，可在弱碱性条件下与纤维反应，但容易水解，固色率较低，贮存稳定性差。而一氯均三嗪活泼性降低，不易水解，固色率有所提高，适合于高温（90-95℃）染色与印花。
在二氯均三嗪中用一个甲氧基来取代氯原子，由于甲氧基是供电子基，提高了核碳原子上的电子云，从而使其反应性有所降低。其反应性介于一氯均三嗪与二氯均三嗪之间，具有较好的印浆稳定性，特别适用于短蒸印花工艺。 N C N
C
N C
Cl
N H D O C H 3
在一氯均三嗪的基础上，采用负电性更强的氟来取代氯，这样可使均三嗪核上碳原子电子云密度进一步降低，从而比一氯均三嗪型活性基团更为活泼，如Cibacron F 染料。它更适合于中低温染色工艺 (40~60℃)。
N N N NH D X 1X 2
N C N
C
N C F
N H D N H R
2、卤代嘧啶活性基
由于嘧啶环上只有两个电负性大的氮原子，因此四个碳原子的电子云密度较均三嗪的电子云密度稍大，其反应性比均三嗪结构低，这样溶液中的OH —不易进攻，所以比较稳定。例如二氯嘧啶或三氯嘧啶(Drimarene X ，Reacton)比一氯均三嗪染料的反应性还低，而稳定性最高，含这种活性基的染料最不易水解，“染料一纤维”键的稳定性亦高，特别适合于高温染色。
在三氯嘧啶基的基础上引入不同的取代基能改变活性基团的反应性，从而改进它的一系列性能。例如在2,4氯的位置上用更活泼的氟来取代，形成二氟一氯嘧啶的活性基(Drimarene R ，K)，使它具有中等的反应活泼性，而有较高的固色率，更重要的是它与纤维的结合键有很好的耐酸和耐碱的水解稳定性。
3、喹噁啉活性基
这类活性基与均三嗪一样，氮杂环中和N 相连的C 电子云密度较低，呈正电性，使相邻的亲核离去基团Cl
易被取代而具有活泼性，其中，2,3-二氯喹噁啉由于在苯环上引入了吸电子基酰胺基后，其活泼性进一步提高，反应性介于K 型和X 型染料之间；在碱溶液中稳定，比K 型和X 型染料稳定性高；可采用短蒸法与纤维素纤维反应固色。
（二）含硫酸酯的脂链化合物的活性基
1、乙烯砜活性基
结构通式：D －SO 2－CH 2CH 2－OSO 2
Na Remazol 、Sumifix 、国产KN 型染料都是一种 －羟乙基砜硫酸酯结构的染料，它在微碱介质(pH 值=8)中转化成乙烯砜基而具有高的反应性，与纤维形成稳定的共价键结合，故这类染料统称乙烯砜基活性染料。
具有鲜艳的色谱，良好的水溶性，反应活泼性介于二氯均三嗪和一氯均三嗪之间，染色温度
50～70℃。但乙烯砜基团的直接性很低，因此要使染料很好地用于吸尽染色，只好从染料母体结构上去考虑。这种类型的染料更适合用在冷轧堆法、连续染色法及印花工艺中。
2、乙烯砜氨基衍生物
若乙烯砜中引入了酰胺、磺酰胺，以及取代氨基后成为乙烯砜氨基衍生物，削弱了砜基的吸电子性，其活性降低，但变得更为稳定。
β—羟乙基磺酰胺硫酸酯型：D－SO2－NH －CH2CH2－OSO2Na
β—N甲基乙基磺酰胺硫酸酯型：D－N（CH3）－SO2－CH2CH2－OSO2Na
β—（N甲基-β-磺酰乙胺基）乙基砜：D－SO2－CH2CH2—NH（CH3）－CH2CH2SO3Na β-羟基丙烯酰胺硫酸酯型：D－NHCO—SO2－NH －CH2CH2－OSO2Na
（三）α－溴代丙烯酰胺
结构通式：
或
由于这类活性基双键碳原子一端，同时连有吸电子性能较强的卤素原子和桥基，致使C带正电荷，同时卤素原子与桥基中酰胺基或—SO2构成打π共轭体，使反应性增强，而且固色率高，色泽鲜艳；耐晒、湿处理牢度好，耐水解稳定性好；主要用于蛋白质纤维染色。（四）多活性基
在一个染料大分子中含有两个相同的活性基团或两个不同的活性基团。这样不仅增加了染料与纤维羟基反应的机会，可提高固色率至80％～90％的水平，而且还可发挥两种不同活性基团的长处，由于染料分子的增大，还提高对纤维的亲合力，在高温染色条件下有利于染料的渗透与匀染。
1、双侧型：分子量较大，分子呈线性结构，直接性较高，常含有较多水溶性基团，常用于
竭染法染色。
2、单侧型：由于大多数呈非线状结构，染料分子的共平面性较差，直接性低，主要适用于印花，如Procion SP、国产的KP型。这种染料固色率很高，水解染料少，后处理比较简单。
3、架桥型：双侧型及架桥型的染料由于呈线状结构，直接性较高，更适用于吸尽染色法，Procion HE型及国产KD、KE型多属于此类。
举例：一氯均三嗪活性基＋乙烯砜活性基
乙烯砜活性基直接性比较低，再引入一氯均三嗪活性基后有利于提高染料的亲和力，使之适合于浸染染色法。其反应活泼性介于乙烯砜型与一氯均三嗪之间，因而可在50~80℃较广的染色范围内应用，提高染色重现性。并且这种染料兼有两种活性基的特性，如克服均三嗪型染料的“染料－纤维”键耐酸性差的缺点，同时克服乙烯砜型染料耐碱性差的缺点。“染料－纤维”共价键的耐酸、耐碱稳定性较好。这种复合型活性染料的结构多数是属于单侧型，其结构通式为：
（五）膦酸基活性基（P型）
一般活性染料均是利用活性基团在碱性介质中与纤维素纤维发生反应而结合的，但在与分散染料拼混，应用于涤/棉混纺织物印花或染色时就有问题，因为分散染料遇到碱剂会影响给色量与鲜艳度。为了克服上述缺点，卜内门公司于1976年开发出这种以芳香膦酸为活性基团的染料，其通式为：
这种染料一般可在弱酸性条件下（pH=5.5~6.5）用氰氨或双请按作催化剂，经高温（210~220℃）焙烘脱水，使磷酸基变味磷酸酐，而与纤维反应生成纤维素磷酸酯二固色，释放出的磷酸循环参与反应而全部固着。这类染料与纤维素具有较好的活性，且结合后不水解，适于涤/棉混纺织物一浴法染色，可与分散染料拼混，用于T/C混纺织物的印花和染色。
2.2 染料母体
染料母体是活性染料的发色部分，它赋以活性染料不同的色泽、鲜艳度、牢度、直接性。大多数活性染料的母体结构与酸性染料相似，少数和酸性媒染染料结构相似，但也并不限于酸性染料。
（一）偶氮类
通常浅色（黄、橙、红等）多采用单偶氮染料；蓝色等深色染料采用双偶氮染料；某些暗色品种（紫、棕、灰、黑、褐等）采用单偶氮的金属络合染料。
这些偶氮染料的结构较简单，对纤维直接性较低，因此在染色时未染着的染料和水解下来的染料母体不易沾色，可经水洗去除。
（二）蒽醌类
主要是蓝色品种，其中溴氨酸的衍生物是重要的染料母体，不仅色泽鲜艳，而且染色牢度较好。
（三）酞菁类
大多为翠蓝色染料，色泽十分鲜艳，日晒牢度好，但染料直接性大，难以扩散，水解染料易沾色。
（四）甲臜类
一些深蓝色染料采用甲臜结构，多数与金属络合，具有色调深、色泽鲜艳和染色牢度好的优点。
近年来，出现了一系列新型活性染料母体结构，较重要的为吡啶酮、甲月朁和双氧氮蒽等类型。具有摩尔消光系数高、色光纯正、颜色鲜艳、染色性能和牢度优异等特点。用双氧氮蒽系活性染料代替蒽醌系染料，具有相当好的市场前景。
2.3桥基
桥基是活性染料中染料母体和活性基团之间的连接基团。不同的桥基对活性染料的活性、稳定性都有一定的影响。
最常见的桥基是亚氨基（－NH－），另外还有酰氨基（－CONH－），磺酰氨基（－SO2NH －），烷酰氨基（－NHCO－CH2CH2），－O－,－S－等。－O－，－S－作桥基易水解，染料稳定性较差，所以一般不被采用。
三、活性染料的合成
合成方法：
1、先合成母体染料，然后将活性基直接引入到母体染料中去得到活性染料；
2、先将中间体与活性基缩合，然后合成染料。
在染料合成时常根据活性基与母体染料的亲核能力而决定其合成方法和反应条件。
3.1 均三嗪活性染料的合成
由于三聚氯氰非常活泼，偶氮型金属络合活性染料一般在母体染料金属络合后再引入活性基。
3.1.1染料母体与三聚氯氰直接缩合
大多数蒽醌型活性染料，金属络合偶氮染料以及酞菁染料采用直接把三聚氯氰引入到母体染料中。
如活性艳蓝X-BR和活性艳蓝K-GR
3.1.2中间体先与活性基缩合，再合成染料
大多数偶氮型活性染料，特别是氨基萘酚作偶合组分时，为了避免在氨基邻位发生偶合以致
产生副染料，影响色光，一般先在氨基上引入活性基，然后合成染料。
如活性艳红K-2BP
活性基链接在重氮组分上的活性染料，重氮组分通常是芳二胺衍生物。其中一个氨基与三聚氯氰进行酰化反应引入活性基，另一个氨基进行重氮化，然后再与偶合组分偶合得到活性染料。如活性嫩黄K-6G
3.2嘧啶活性染料的合成
对嘧啶型活性染料可采用带有氨基的中料在pH = 4～4.6与2, 4, 6-三氟-5-氯嘧啶缩合，然后合成染料；也可用2, 4, 6-三氟-5-氯嘧啶直接引入带有氨基的母体染料。
3.3喹噁啉型活性染料的合成
由2,3－二氯喹噁啉的酰氯衍生物与染料母体缩合而成。
3.4乙烯砜型活性染料的合成
一般先制成带活性基的中间体，再合成染料。
3.4.1偶氮类乙烯砜活性染料
由于含β-羟乙基砜硫酸酯染料的溶解度比相应的乙烯砜染料的溶解度好，乙烯砜型活性染料均是以β-羟乙基砜硫酸酯为活性基的，常用β－羟乙砜基苯胺为重氮组分，与偶合组分反应。主要采用对-或间-β-羟乙基砜硫酸酯苯胺来合成的。
活性艳橙KN－4R
β-羟乙基砜硫酸酯苯胺活性基中料的氨基邻位无羟基，一般采用氧化络合的方法合成偶氮型金属络合活性染料。如活性艳紫KN－4R
3.4.2蒽醌类乙烯砜活性染料
蒽醌型染料采用β-羟乙基砜苯胺先与溴氨酸缩合，引入羟乙基砜基然后在浓硫酸中进行酯化的过程。
3.5含复合（多）活性基的活性染料
3.5.1国产M型活性染料含有均三嗪活性基和β-羟乙基砜硫酸酯活性基；这类染料主要采用二氯均三嗪活性染料上的第二个活泼氯原子的反应性，采用对-或间-β-羟乙基砜硫酸酯苯胺进行缩合而生成染料。
3.5.2三聚氯氰多活性基染料的合成途径主要有：
(1)带有氨基的K型活性染料与二氯均三嗪衍生物缩合
(2)在带有氨基的染料母体上通过二胺链接基交替地引入三聚氯氰
(3)通过二胺衍生物将二个K型活性染料链接在一起
四、活性染料与纤维的固色机理
4.1纤维素纤维的固色机理
4.1.1纤维素纤维的离子化
纤维素纤维在一般中性介质中是不活泼的，它与活性染料及其他染料之间关系一样，只是一种吸附关系，不可能产生牢固的化学结合，只有当纤维素纤维在碱性介质中时，才能发生共价结合。这是因为纤维素纤维在此时形成了纤维负离子，而其离子化浓度随着pH值的增加而增加。
4.1.2染料与纤维的反应历程及染料－纤维共价键
4.1.2.1亲核取代反应
卤代均三嗪型及嘧啶型活性染料与纤维的反应均可用这种机理来解释。由于活性基团的芳香杂环上氮原子的电负性较碳原子为强，因此使杂环上各个碳原子电子云密度较低而呈现部分正电荷。它的正电性不仅与杂环本身性质有关，而且还受环上取代基的影响。
由于与碳连接的氯原子电负性也很强，电子诱导的结果使碳原子呈现更强的正电性，易受到亲核试剂的攻击，发生亲核取代反应。
固色时，纤维素纤维在碱性介质中的离子化，生成纤维素负离子（亲核试剂），它能与活性染料的活性基团发生亲核取代反应：
碱液中的OH—离子也是一种亲核试剂，同样可以与活性染料发生亲核取代反应，成为水解染料。
4.1.2.2亲核加成反应
另一种类型的活性染料具有碳碳双键活性基。这种双键一般在染色过程中形成，可以和亲核试剂发生亲核加成反应。
式中Z为吸电子的连接基，X为－OSO3Na等离去基团，Y为亲核试剂。
活性基的反应性主要取决于吸电子的连接基，也和离去基性质有关。反应分两步进行，先发生消除反应形成碳碳双键，然后发生亲核加成反应。
商品乙烯砜型活性染料的结构是β-羟乙基砜硫酸酯，在中性介质中具有较好的水溶性和化学稳定性。染色时，染料在碱作用下生成含活泼双键的乙烯砜基，由于－SO2为吸电子基，电子诱导效应的结果使β-碳原子呈现更强的正电性，遂能与纤维素负离子发生加成反应，生成醚键，H＋离子由水中供给，其反应过程如下：
4.1.3影响活性染料与纤维素纤维反应速率的因素
1、染料结构的影响
①杂原子数目
卤代氮杂环活性基的反应性能和杂环的π电子云密度分布有关,根据计算常见氮杂环的π电子云密度分布如下：
氮原子的电负性越强,和氮原子相邻的碳原子电子云密度也越低。杂环中氮原子数目越多，碳原子电子云密度就越低。在上述各杂环当中，以均三嗪环中碳原子的电子云密度最低。嘧啶环中两个氮原子中间的碳原子的电子云密度也较低。碳原子电子云密度越低，活性基的反应性就越强。亲核取代的位置主要发生在电子云密度最低的碳原子上。
②杂环上取代基的性质、数目
在杂环上引入吸电子基将降低杂环碳原子的电子云密度，增强活性基的反应性；吸电子数目越多反应性越强；相反，引入供电子基，则反应性降低。
吸电子性：－F ＞－Cl ＞－OR ＞－NHR
③取代基的位置
例如在2, 3-二氯喹噁啉活性基的6位上引入吸电子基后，可大大提高2位碳原子的反应性，而对3位上碳原子的反应性影响较小。根据计算在6位上引入吸电子羰基后喹噁啉环上的π电子云密度分布如下：
④离去基
亲核取代反应中的离去基也是取代基，它不仅可通过改变杂环上碳原子的电子云密度影响染料的反应性，其本身的离去倾向也直接和反应速率有关，离去倾向越大，取代反应速率越快。一般来说，离去基的电负性越强，越容易获得电子成阴离子离去。卤素原子既是吸电子基，又是离去倾向较强基团，故氟、氯原子是最常见的离去基。氟原子的离去倾向虽然比氯小，但吸电子能力强，降低活性基杂环电子云密度比氯原子大得多，故杂环具有氟原子的反应性比氯原子的活泼得多。
2、染色条件的影响
a)据测定，温度每增加10℃，反应速率RF要提高2～3倍。但需要指出的是，升高温度同样可以增加染料水解反应的速率，且对其影响更为显著。
b)反应速率RF与pH值的关系，按照纤维离子化浓度来计算，每增加1个pH值，反应速率增加l0倍。
4.2蛋白质纤维的固色机理
蛋白质纤维结构中有较多的亲核基团，如氨基、羟基、巯基(－SH)，均可与活性染料形成共价键结合，其中氨基的比例最高，所以主要的反应是以氨基为主。和纤维素纤维染色一样，活性染料染羊毛、蚕丝和聚酰胺纤维也包含吸附、扩散和固色的过程。
4.2.1亲核取代反应的染料
有的均三嗪型和嘧啶型活性染料可以与羊毛形成共价键结合。二氟一氯嘧啶型活性染料(如Drimalan F，V erofix)与羊毛的亲核取代反应如下：
4.2.2亲核加成反应的染料
乙烯砜类活性染料亦可与羊毛形成共价键结合，它与羊毛的结合是一种亲核加成反应。
例如赫斯特公司生产的Hostalan染料是乙烯砜和N-甲基牛磺酸钠的加成物，当温度升到80℃以上，pH值为5~6时，逐渐形成活泼的乙烯砜基而与羊毛纤维发生加成反应：
4.2.3亲核加成与亲核取代两种反应的染料
Lanasol毛用活性染料含有 -溴代丙烯酰胺的活性基团，反应机理如下：
可见Lanasol染料实质上也是一个含双活性官能团的染料，反应速率高，水解速率低，所以具有较高的固色率，在羊毛上为90％以上，在丝绸上为85％左右。
五、活性染料与纤维共价键的稳定性
“染料－纤维”共价键在一定条件下会发生断裂，造成染色牢度降低。
“染料－纤维”共价键的水解反应属于亲核取代反应；其稳定性与活性基结构、酸碱等外界因素有关，还与活性基C原子的正电性有关；活性基C原子的正电性强，“染料－纤维”共价键的稳定性差。
以均三嗪类活性染料为例
二氯均三嗪类活性染料和纤维素的反应，随反应条件不同，可生成以下三种结构的产物，如下所示：
在碱性介质中，氢氧根离子对纤维素分子的取代是SN2反应，难易与C－O键上碳原子的电子云密度有关。以（Ⅱ）式结构最稳定，（Ⅲ）式结构次之，（Ⅰ）式结构最不稳定。
在酸性介质中，染料与纤维素间的共价键也以（Ⅱ）式结构最为稳定，但（Ⅲ）式结构最不稳定。这与（Ⅲ）式结构异构体均三嗪环上羰基的吸电子性有关。
以乙烯砜类活性染料为例
和纤维素反应生成醚键结合。这种醚键的酸水解比纤维素的酸水解稳定。但在碱性介质中却可以发生和成键相反的过程，使纤维素和染料间共价键断裂。
乙烯砜型耐酸稳定性好，而均三嗪型耐碱稳定性好。
六、活性染料的发展
纤维素用活性染料在使用中还存在着一些问题：
染色时为了得到高的染料吸尽率，需要耗用大量食盐或硫酸钠等电解质，这样染色后的废水成为有色含盐污水，盐浓度高。近年来为解决这个问题一般从提高纤维素纤维对染料的吸尽率和反应固着率两方面进行研究。
活性染料耐氯漂和日晒牢度一般来说不及还原染料，蒽醌结构的蓝色品种有烟气褪色现象，某些染料耐酸、耐碱稳定性较差，有些染料耐氯漂牢度较差，有的还会和纤维素纤维发生不同程度的共价键断裂，并且在染色过程中染料会发生水解而失去和纤维反应的能力，降低染料的利用率。
活性染料如今是最有发展潜力的染料之一。为了适应生态友好的印染工艺及设备要求并使之符合Eco-Tex Standard 100 要求，发展的重点是：
低用盐量、高溶解度、高固色率的染色型活性染料，主要是双活性基活性染料和阳离子活性染料。
活性染料的新型杂环母体结构，以提高染料的鲜艳度。
活性染料的商品化加工技术，提高染料的应用性能，丰富染料的商品剂型，扩大染料的应用范围。
代替媒介染料的低成本毛用活性染料和适应数码喷墨印花或染色的活性染料。
适用多组分混纺面料短流程染色的活性染料，如活性分散染料、活性阳离子染料等。
常用香辛料使用基本原则及50种香辛料的特点
常用香辛料使用基本原则及50种香辛料的特点一、常用香辛料使用基本原则 香辛料也可称作辛香料，是对可广泛用于食品调味物质的统称。他们或具有强烈的香气，或具有刺激性的味道，可增加食物风味，提高食欲，利于消化等作用。现在通常所指的香辛料多数是香料植物的干燥物，他们可能是该植物的果实(如白豆蔻、八角)、皮(如桂皮)、叶(如月桂叶、藿香叶)、花蕾(如公丁香)、根(如广木香、高良姜)，他们能够赋予食物特殊的风味、味感等。 香辛料不仅具有香味可作调料，在医学上具有重要的药用价值。翻开中医典籍，不难找到调料中所谓的香辛料，中医学上称为“香药”。所以我对香辛料的定义为：来自天然的具有特殊香味或刺激性味道、具有食用保健与药用价值的植物(或物质)。川菜中的各类火锅、卤菜等由于使用了不同的香辛料，使其行成了非常具有地方特色风味的美食。长期以来的食用实践证明了天然香辛料的安全性，其独特的香味、口感、滋味是如今许多添加剂所不及的。许多添加剂只能仿其天然香辛料的味，却不能达其天然香辛料的韵。
香辛料用作烹调菜肴，不仅可以祛除原料本身的部分腥膻臊等异味，还能增加菜肴的香味；香辛料作为中药材，用于烹调可以调节人体机体功能，强壮体魄预防疾病等目的。各种香料在烹饪时，通常没有具体的用量，我们在使用过程中绝大数都是凭借实际经验而确定，本期我们将简约的分享基本的香辛料使用原则： 总的来说辛香料必须控制在食材总量的0.08%—1%之间，过量就会产生药味，影响食材本身味道，如果是老卤，再次投入的量控制在0.5%以下最佳。 1、辛香料本身会有少许异味和苦味，使用之前，芳香类的可以用清水泡制一会，苦香类的用白酒浸泡，不可泡制太久。 2、香料使用时一定要控制量，尤其是丁香、荜拨这些过量产生药味严重的辛香料，一定要控制。 3、如果香料配的寒凉的居多，则需配上荜博和胡椒等温热香辛料。 4、如果香料配的辛热的居多，则需配上罗汉果和甘草等败火香辛料。
北京科技大学+耐火材料期末复习
基质：基质是耐火材料中大晶体或骨料间隙中存在的物质。 主晶相：主晶相是指构成耐火制品结构的主体且熔点较高的晶相 耐火度：耐火度是指耐火材料在无荷重时抵抗高温作用而不熔化的性能。 显微结构：在光学和电子显微镜下分辨出的试样中所含有相的种类及各相的数量、形状、大小、分布取向和它们相互之间的关系，称为显微结构。 陶瓷结合：又称为硅酸盐结合，其结构特征是耐火制品主晶相之间由低熔点的硅酸盐非晶质和晶质联结在一起而形成结合。 直接结合：指耐火制品中，高熔点的主晶相之间或主晶相与次晶相间直接接触产生结晶网络的一种结合，而不是靠低熔点的硅镁酸盐相产生结合。 混练：使两种以上不均匀的物料的成分和颗粒均匀化，促进颗粒接触和塑化的操作过程称混炼。 液相烧结：凡有液相参加的烧结过程；液相起到促进烧结和降低烧结温度的作用。 低水泥浇注料：由水泥带入的CaO含量一般在1.0-2.5%之间的反絮凝浇注料。 热硬性结合剂：热硬性结合剂是指在常温下硬化很慢和强度很低，而在高于常温但低于烧结温度下可较快的硬化的结合剂 水硬性结合剂：水硬性结合剂是必须同水进行反应并在潮湿介质中养护才可逐渐凝结硬化的结合剂 气硬性结合剂：气硬性结合剂是在大气中和常温下即可逐渐凝结硬化而具有相当高强度的结合剂 减水剂：保持浇注料流动值基本不变的条件下，可显著降低拌和用水量的物质称为减水剂弹性后效：坯体压制时，外部压力被内部弹性力所均衡，当外力取消时，内部弹性力被释放出来，引起坯体膨胀的作用称为弹性后效 荷重软化点：以压缩0.6%时的变形温度作为被测材料的荷重软化温度，即荷重软化点 镁碳砖：镁碳砖是以烧结镁砂或电熔镁砂为主要原料，并加入适量的石墨和含碳质有机结合剂而制成的镁质制品。 电熔镁砂：由天然菱镁矿、水镁石、轻烧镁砂或烧结镁砂在电弧炉中高温熔融而成的镁质原料 矿化剂：加入耐火材料中，在烧成过程中能促进其他物质转变或结晶的少量物质。 防氧化剂：含碳耐火材料采用金属添加剂的作用在于抑制碳的氧化，被称为防氧化剂 可塑性: 物料受外力作用后发生变形而不破裂，在所施加使其变形的外力撤除后，变形的形态仍保留而不恢复原状，这种性质称为可塑性。 熔铸莫来石制品:由高铝矾土或工业氧化铝、粘土或硅石进行配料,在电弧炉内熔融，再浇铸成型及退火制成的耐火制品称为熔铸莫来石制品。 再结晶碳化硅制品:再结晶碳化硅制品是一种无结合物的碳化硅制品，它是在不加入结合剂的条件下，靠碳化硅晶粒的再结晶作用制成的。 水玻璃的模数:氧化硅与氧化钠的分子比称为水玻璃的模数。 捣打料:以粉粒状耐火物料与结合剂组成的松散状耐火材料称为捣打料。 耐火泥:耐火泥也叫铝酸盐水泥，是以铝矾土和石灰石为原料，经煅烧制得的以铝酸钙为主要成分、氧化铝含量约为50%的熟料,再磨制成的水硬性胶凝材料。
金属材料性能
金属材料性能 金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。（注：金属氧化物（如氧化铝）不属于金属材料） 性能 一般分为工艺性能和使用性能两类。所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程中，金属材料在所定的冷、热加工条件下表现出来的性能。金属材料工艺性能的好坏，决定了它在制造过程中加工成形的适应能力。由于加工条件不同，要求的工艺性能也就不同，如铸造性能、可焊性、可锻性、热处理性能、切削加工性等。 所谓使用性能是指机械零件在使用条件下，金属材料表现出来的性能，它包括力学性能、物理性能、化学性能等。金属材料使用性能的好坏，决定了它的使用范围与使用寿命。在机械制造业中，一般机械零件都是在常温、常压和非常强烈腐蚀性介质中使用的，且在使用过程中各机械零件都将承受不同载荷的作用。金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能，称为力学性能（过去也称为机械性能）。金属材料的力学性能是零件的设计和选材时的主要依据。外加载荷性质不同（例如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等），对金属材料要求的力学性能也将不同。常用的力学性能包括：强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。 种类 金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。 （1）黑色金属又称钢铁材料，包括含铁90%以上的工业纯铁，含碳2%～4%的铸铁，含碳小于2%的碳钢，以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、不锈钢、精密合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。 （2）有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金，通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等。有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，并且电阻大、电阻温度系数小。 （3）特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料，以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等；还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金以及金属基复合材料等。 金属材料特质 1.塑性 塑性是指金属材料在载荷外力的作用下，产生永久变形（塑性变形）而不被破坏的能力。金属材料在受到拉伸时，长度和横截面积都要发生变化，因此，金属的塑性可以用长度的伸长（延伸率）和断面的收缩（断面收缩率）两个指标来衡量。 金属材料的延伸率和断面收缩率愈大，表示该材料的塑性愈好，即材料能承受较大的塑性变形而不破坏。一般把延伸率大于百分之五的金属材料称为塑性材料（如低碳钢等），而把延伸率小于百分之五的金属材料称为脆性材料（如灰口铸铁等）。塑性好的材料，它能在较大的宏观范围内产生塑性变形，并在塑性变形的同时使金属材料因塑性变形而强化，从而提高材料的强度，保证了零件的安全使用。此外，塑性好的材料可以顺利地进行某些成型工艺加工，如冲压、冷弯、冷拔、校直等。因此，选择金属材料作机械零件时，必须满足一定的塑性指标。 2.硬度 硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一
香辛料调味有哪些
香辛料调味有哪些 香辛料其实就是我们日常生活中的调味品，对于做不同的食物有不同的调味品，尤其是做各种腌制的菜品，用到的调味品和配料都是特别的特殊的，有时候我们在选择调味品的时候，就是要将蔬菜和肉类的营养物质发挥出来。那么下面我们就了解一下香辛料调味有哪些吧？ 辛香味香料主要是指在食品调味调香中使用的芳香植物的干燥粉末或精油。人类古时就开始将一些具有刺激性的芳香植物作为药物用于饮食，它们的精油含量较高，有强烈的呈味、呈香作用，不仅能促进食欲，改善食品风味，而且还有杀菌防腐功能。现在的辛香料不仅有粉末状的、而且有精油或油树脂形态的制品。香料，又名辛香料或香辛料，是一些干的植物的种子、果实、根、树皮做成的调味料的总称，例如胡椒、丁香、肉桂等。它们主要是被用于为食物增加香味，而不是提供营养。用于香料的植物有的还可用于医药、宗教、化妆、香氛、或食用。香料很少单独使用，大部分以数种数十种成份调和构成。有时，香料也指制造香味用的材料。香辛料细分成5类： 1、有热感和辛辣感的香料，如辣椒、姜、胡椒、花椒、番椒等。 2、有辛辣作用的香料，如大蒜、葱、洋葱、韭菜、辣根等。 3、有芳香性的香料，如月桂、肉桂、丁香、众香子、香荚兰豆、肉豆蔻等。
4、香草类香料，如茴香、葛缕子(姬茴香)、甘草、百里香、枯茗等。 5、带有上色作用的香料，如姜黄、红椒、藏红花等。 混合香辛料 混合香辛料，是将数种香辛料混合起来，使之具有特殊的混合香气。它的代表性品种有：咖喱粉、辣椒粉、五香粉。 五香粉 常用于中国菜，用茴香、花椒、肉桂、丁香、陈皮等五种原料混合制成，有很好的香味。 辣椒粉 主要成份是辣椒，另混有茴香、大蒜等，具有特殊的辣香味。 咖喱粉 主要由香味为主的香味料、辣味为主的辣味料和色调为主的色香料等三部分组成。一般混合比例是：香味料40%，辣味料20%，色香料30%，其它10%。当然，具体做法并不局限于此，不断变换混合比例，可以制出各种独具风格的咖喱粉。 常见种类 1)八角 又名大茴香、木茴香、大料，属木本植物。味食香料。味道甘、香。单用或与它药(香药)合用均美。主要用于烧、卤、炖、煨等动物性原料。有时也用于素菜。如炖萝卜、卤豆干等。八角是五香粉中的主要调料。也是卤水中的最主要的香料。 属性：性温。功用：治腹痛，平呕吐，理胃宜中，疗疝瘕，祛寒湿，疏肝暖胃。
耐火材料概论知识点总结
硅砖的应用：是焦炉、玻璃熔窑、高炉热风炉、硅砖倒焰窑和隧道窑、有色冶炼和酸性炼钢炉及其它一些热工设备的良好筑炉材料。 粘土质耐火材料的原料 软质粘土 生产过程中通常以细粉的形式加入，起到结合剂和烧结剂的作用。苏州土和广西泥是我国优质软质粘土的代表。 硬质粘土 通常以颗粒和细粉的形式加入，前者起到配料骨架的作用，后者参与基体中高温反应，形成莫来石等高温形矿物。 结合剂 水和纸浆废液 粘土质耐火材料制品原料来源丰富，制造工艺简单，产量很大，广泛用于各种工业窑炉和工业锅炉上。如隧道窑，加热炉和热处理炉等的全部或大部分炉体，排烟系统内衬用耐火材料，其中钢铁冶金系统是粘土质耐火材料制品的大用户，用于盛钢桶，热风炉、高炉、焦炉等使用温度在1350℃以下的高温部位。 铝矾土的加热变化 a. 分解阶段（400~1200℃） b 二次莫来石化阶段（1200~1400℃或1500℃） 二次莫来石化时发生约10%的体积膨胀 c. 重结晶烧结阶段（1400~1500℃）。 ? 高铝质耐材的应用 ? 由于高铝质耐火材料制品的优良性能，因而被广泛应用于高温窑炉一些受炉气、炉 渣侵蚀，温度高承受载荷的部位。例如高铝风口、热风炉炉顶、电炉炉顶等部位。 ? 硅线石族制品具有较高的荷重软化温度、热震稳定性好、耐磨性和抗侵蚀性优良， 因此适用于钢铁、化工、玻璃、陶瓷等行业，如用作烟道、燃烧室、炉门、炉柱、炉墙及滑板等。在高炉上，为确保内衬结构的稳定性、密封性，避免碱性物的侵入和析出，或风口漏风，在出铁口、风口部位，选择内衬大块型组合砖结构的硅线石族耐火材料，延长了使用寿命。 ? 莫来石制品的抗高温蠕变、抗热震性能力远远优于包括特等高铝砖在内的其它普通 高铝砖 ，广泛应用于冶金工业的热风炉、加热炉、钢包，建材工业的玻璃窑焰顶、玻璃液流槽盖、蓄热室，机械工业的加热炉，石化工业的炭黑反应炉，耐火材料和陶瓷工业的高温烧成窑及其推板、承烧板等窑具。 刚玉耐材的原料 氧化铝 所有熔点在2000℃以上的氧化物中，氧化铝是一种最普通、最容易获 得且较为便宜的氧化物。氧化铝在自然界中的储量丰富。天然结晶的 Al 2O 3被称为刚玉，如红宝石、蓝宝石即为含Cr 2O 3或TiO 2杂质的刚玉。大 232232400~600()H O Al O H O Al O αα-?????→-℃刚玉假象＋23222322400~600222H O Al O SiO H O Al O SiO ?????? →?℃＋23223229503(2)324SiO Al O SiO Al O SiO ????→?℃＋232232 12003232Al O SiO Al O SiO ≥+????→?℃
金属材料的分类及性能
金属材料的分类及性能 一、金属材料定义：是金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料。 二、金属材料分类： ①黑色金属：纯铁、铸铁、钢铁、铬、锰。 ②有色金属：有色轻金属、有色重金属、半金属、贵金属、稀有金属 三、金属材料性能： ①工艺性能：铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能、热处理性能等 ②使用性能：机械性能、物理性能、化学性能等 1. 工艺性能 金属对各种加工工艺方法所表现出来的适应性称为工艺性能，主要有以下五个方面：（1）铸造性能：反映金属材料熔化浇铸成为铸件的难易程度，表现为熔化状态时的流动性、吸气性、氧化性、熔点，铸件显微组织的均匀性、致密性，以及冷缩率等。铸造性能通常指流动性，收缩性，铸造应力，偏析，吸气倾向和裂纹敏感性。 （2）锻造性能：反映金属材料在压力加工过程中成型的难易程度，例如将材料加热到一定温度时其塑性的高低（表现为塑性变形抗力的大小），允许热压力加工的温度范围大小，热胀冷缩特性以及与显微组织、机械性能有关的临界变形的界限、热变形时金属的流动性、导热性能等。可锻性：塑性和变形抗力 （3）焊接性能：反映金属材料在局部快速加热，使结合部位迅速熔化或半熔化（需加压），从而使结合部位牢固地结合在一起而成为整体的难易程度，表现为熔点、熔化时的吸气性、氧化性、导热性、热胀冷缩特性、塑性以及与接缝部位和附近用材显微组织的相关性、对机械性能的影响等。 （4）切削加工性能：反映用切削工具（例如车削、铣削、刨削、磨削等）对金属材料进行切削加工的难易程度。 （5）热处理性能：热处理是机械制造中的重要过程之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的，所以，它是机械制造中的特殊工艺过程，也是质量管理的重要环节。 2. 机械性能：
各种香料的配方
各种香料的配方 五香粉因配料不同，它有多种不同口味和不同的名称，如麻辣粉、鲜辣粉等，是家庭烹饪佐餐不可缺少的调味料。 配方1 ： 砂仁60g 丁香12g 豆蔻7g 肉桂7g 三柰12g 配方2 ： 大料20g 干姜5g 小茴香8g 花椒18g 陈皮6g 花椒18g 配方3 ： 大料52g 桂皮7g 三柰10g 白胡椒3g 砂仁4g 干姜17g 甘草 7g (有些配有少许孜然，也是茴香的一种，叫野茴香。)
十三香大料的具体的配方 “十三香”这个名字很长时间没有听人提起了。记得小时候见过走街串巷的挑担者边走边吆喝着买“十三香”，那时也不知道“十三香”是什么，只是觉得这个名字很有意思。 其实，“十三香”就是指13种各具特色香味的中草药物，包括紫蔻、砂仁、肉蔻、肉桂、丁香、花椒、大料、小茴香、木香、白芷、三奈、良姜、干姜等。 “十三香”的配比，一般应为：花椒、大料各5份，肉桂、三奈、陈皮、良姜、白芷各2份，其余各1份，然后把它们合在一起，就是“十三香”。分开使用也可，如茴香气味浓烈，用于制作素菜及豆制品最好；做牛、羊肉用白芷，可去除膻气增加鲜味，使肉质细嫩；熏肉、煮肠用肉桂，可使肉、肠香味浓郁，久食不腻；汆汤用陈皮和木香，可使气味淡雅而清香；做鱼用三奈和生姜，即能解除鱼腥，又可使鱼酥嫩相宜，香气横溢；熏制鸡、鸭、鹅肉，用肉蔻和丁香，可使熏味独特，嚼时鲜香盈口，满室芬芳。 听老人讲，制作“十三香”时原料必须充分晒干或烘干，粉碎过筛，而且越细越好。每种原料应该单独粉碎，分别存放，最好将其装在无毒无异味的食用塑料袋内，以防香料“回潮”或走味儿。使用时并非用量越多越好，一定要适量，因为桂皮、丁香、茴香、生姜以及胡椒等料，它们虽然属于天然调味品，但如果用量过度，同样具有一定的副作用乃至毒性和诱变性，所以使用时应以“宁少勿多”为宜。 火锅香料配方 配方一
耐火材料的六大使用性能
耐火材料的六大使用性能 耐火材料的使用性能是指耐火材料在高温下使用时所具有的性能。包括耐火度、荷重软化温度、重烧线变化、抗热震性、抗酸性、抗碱性、抗氧化性、抗水化性和抗CO侵蚀性等。 （一般）耐火度 耐火度是指耐火材料在无荷重时抵抗高温作用而不熔化的性质，用于表征耐火材料抵抗高温作用的性能。 耐火度与熔点不同，熔点是结晶体的液相与固相处于平衡时的温度。绝大多数耐火材料都是多相非均质材料，无一定熔点，其开始出现液相到完全熔化是一个渐变过程。在相当宽的高温范围内，固液相并存，固如欲表征某种材料在高温下的软化和熔融的特征，只能以耐火度来度量。因此，耐火度是多相体达到某一特定软化程度的温度。 耐火度是指耐火材料在无荷重时抵抗高温作用而不熔化的性质，用于表征耐火材料抵抗高温作用的性能。耐火度是判定材料能否作为耐火材料使用的依据。 国际标准化组织规定耐火度达到1500℃以上的无机非金属材料即为耐火材料。耐火度的意义与熔点不同，不能把耐火度作为耐火材料的使用温度。 （二）荷重软化温度
荷重软化温度是耐火材料在一定的重负荷和热负荷共同作用下达到某一特定压缩变形时的温度，是耐火材料的高温力学性质的一项重要指标，它表征耐火材料抵抗重负荷和高温热负荷共同作用下保持稳定的能力。 荷重软化温度是耐火材料在一定的重负荷和热负荷共同作用下达到某一特定压缩变形时的温度，是耐火材料的高温力学性质的一项重要指标，它表征耐火材料抵抗重负荷和高温热负荷共同作用下保持稳定的能力。耐火材料高温荷重变形温度是其重要的质量指标，因为它在一定程度上表明制品在与其使用情况相仿条件下的结构强度。决定荷重软化温度的主要因素是制品的化学矿物组成，同时也与制品的生产工艺直接相关 （三）重烧线变化（高温体积稳定性） 首先应当了解耐火材料的高温体积稳定性是指其在高温下长期使用时，制品外形体积或线度保持稳定而不发生永久变形的性能。对烧结制品，一般以制品在无重负荷作用下的重烧体积变化率或重烧线变化率来衡量。重烧体积变化也称残余体积变形，重烧线变化也称残余线变形。 耐火制品的重烧变形量对判别制品的高温体积稳定性，保证砌体的稳定性，减少砌体的缝隙，提高其密封性和耐侵蚀性，避免砌体整体结构的破坏，都具有重要意义。 耐火材料的高温体积稳定性是指其在高温下长期使用时，制品外形体积或线度保持稳定而不发生永久变形的性能。对烧结制品，一般以制品在无重负荷作用下的重烧体积变化率或重烧线变化率来衡量。重烧体积变化也称残余体积变形，重烧线变化也称残余线变形。耐火制品的重烧变形量对判别制品的高温体积稳定性，保证砌体的稳定性，减少砌体的缝隙，提高其密封性和耐侵蚀性，避免砌体整体结构的破坏，都具有重要意义。
阻隔性包装材料发展现状
阻隔性包装材料发展现状 中国包装网6月30日讯 塑料包装材料常因内容物不同而被要求具有阻气、防潮、保香、防止油脂渗透等多种功能；作为薄膜材料通常还要求具有热封性。单一品种的塑料材料常常无法满足这一要求，因此，复合塑料材料在包装领域广泛使用，特别是在薄膜制品方面。选用不同的阻隔性包装材料可以满足不同的使用要求。 常用阻隔性包装材料的种类 相对于PP、PE、PVC等通用热塑性塑料材料而言，PET和PEN、尼龙、PVDC、PC和EVOH等材料，因阻隔性优良而被称为阻隔性塑料材料。阻隔材料可以作为夹层薄膜与其他材料复合构成复合材料，也可作为涂层涂覆于其他材料上使用。其中PET、尼龙的使用量较大，PVDC近年来发展较快，PC主要用于制作中空容器；而EVOH因为只有几家公司可以生产，产量不高，价格昂贵，应用尚未普及。 主要阻隔性包装材料的发展情况 PET和PEN 聚酯是以PET为代表的热塑性饱和聚酯的总称，包括PBT、PEN、PCT及其共聚物等，是用量最大、应用最广泛的阻隔性材料。其中，PET是开发最早、产量最大、应用最广的聚酯产品。在包装领域主要用于制造薄膜和中空容器。 近几年中国碳酸软饮料、纯水、果汁等饮料以20%以上的速度增长，因此饮料包装用聚酯瓶的需求也以两位数增长。同时，瓶级聚酯在化妆品、医药等领域的需求也在不断增加。 PET具有较高的特性粘度、较低的乙醛含量、较好的结晶性、耐热性、耐气候性和尺寸稳定性等特性，制品透明度高、光泽性好，具有优良的阻气、阻油和保香性能。刚性强而且有韧性，抗拉强度是PE的5-10、PA 的3倍。PET材料的化学稳定性好，耐烯酸和堿及普通的有机溶剂。卫生安全性好，符合食品包装的要求。 由PET制成的未定向透明薄膜、收缩膜，结晶型定向拉伸膜等，因其良好的强度、透明性、耐油性和保香性而被广泛用于禽肉类包装，并且逐渐应用于医药、日化用品等非食品包装的材料领域。但它的热封性差，必须与其他薄膜（热封层）复合使用，且价格较通用塑料薄膜高。 PET也可由非晶态瓶坯得到高强度、高透明的拉伸吹塑瓶，还可以直接挤出或吹塑成非拉伸中空容器。PET中空容器尤其是拉伸吹塑瓶，充分发挥了PET的性能，对内容物有良好的展示效果，且成本较低。 不过，相对于PET来说，阻隔性能更好的PEN正愈来愈受人注目。PEN的分子结构与PET相似，只是以荼环代替了苯环，因此PEN比PET 具有更优异的阻隔性，特别是阻气性和防紫外线性，耐热性好（普通非晶态PEN热变形温度达100，而PET仅为70）。 此外，与PET相比，PEN具有更佳的耐化学品性能、机械强度和耐磨刮性。用PEN制作的塑料瓶可以像玻璃瓶一样用热堿液洗涤回收，并
香料(组图)调料大全 辛香料大全(组图)
辛香料会改变整盘菜的味道，即使是很少量，都要小心使用。辛香料通常是辛香植物干燥的根、树皮、豆荚、果实或种子。 甘椒（Pimenta officinalis）也叫牙买加胡椒，非常类似丁香、肉桂和肉豆蔻混合而成的味道。 芹菜籽（Apium graveolens）芹菜籽微苦的味道却能和面包、鸡蛋菜肴和沙拉搭配得很好。
辣椒（Capsicum frutescens）成熟的辣椒干燥后较容易保存。 葛缕子（Carum carvi）看起来跟孜然芹的种子很像，常常会混淆，但味道相当不同。 芫荽籽（Coriandrum sativum）味道温和，不过很香，是东南亚国家的重要材料。 红辣椒粉（Capsicum frutescens ）使用时要注意分量。
孜然芹（Cuminum cyminum）味道刺鼻的孜然芹籽常混合芫籽，为咖哩的基本原料。 莳萝（Anethum graveolens）莳萝籽用于制作腌菜。 甜辣椒粉（Capsicum annuum）是用味道非常淡的甜辣椒研磨而成的。可以大量使用。
茴香（Foeniculum vulgare）适合加在水果和沙拉上。 胡椒（Piper nigrum）未成熟的整粒胡椒是绿色的。干燥的是深咖啡色的。 葫芦巴（Ttigonella foenum-graecum）葫芦巴芽有辛辣味。使用研磨的种子时，用量须斟酌。 芥菜籽（Brassica alba ）白色（或黄色）的种子味道比黑色（或褐色）来得淡。
郁金根（Curcuma longa）味道比较臭。 番红花（Crocuts sativus）这种昂贵的辛香料通常都是卖花蕊柱头的部分，加为粉状的很容易搀有杂物。
耐火材料复习
1、.耐火材料的化学成分、矿物组成及微观结构决定了耐火材料的性质； 2、耐火材料是耐火度不低于1580℃的无机非金属材料。 耐火材料在无荷重时抵抗高温作用的稳定性，即在高温无荷重条件下不熔融软化的性能称为耐火度，它表示耐火材料的基本性能。 3、耐火材料的分类方法很多，其中主要有化学属性分类法、化学矿物组成分类法、生产工艺分类法、材料形态分类法等多种方法。 酸性耐火材料：硅质，半硅质，粘土质 中性耐火材料:碳质,高铝质、刚玉质、锆刚玉质、铬质耐火材料 两性氧化物: Al2O3、Cr2O3 碱性耐火材料一般是指以MgO、CaO或以MgO·CaO为主要成分的耐火材料，镁质、石灰质、白云石质为强碱性耐火材料；镁铬质、镁硅质及尖晶石质为弱碱性耐火材料。 （1）硅质耐火材料含SiO2在90%以上的材料通常称为硅质耐火材料，主要包括硅砖及熔融石英制品。硅砖以硅石为主要原料生产，其SiO2含量一般不低于93%，主要矿物组成为磷石英和方石英，主要用于焦炉和玻璃窑炉等热工设备的构筑。熔融石英制品以熔融石英为主要原料生产，其主要矿物组成为石英玻璃，由于石英玻璃的膨胀系数很小，因此熔融石英制品具有优良的抗热冲击能力。 (2)镁质耐火材料是指以镁砂为主要原料，以方镁石为主晶相，MgO含量大于80%的碱性耐火材料。通常依其化学组成不同分为： 镁质制品：MgO含量≥87%，主要矿物为方镁石； 镁铝质制品：含MgO >75%，Al2O3含量一般为7-8%，主要矿物成分为方镁石和镁铝尖晶石（MgAl2O4）；镁铬质制品：含MgO>60% ，Cr2O3含量一般在20%以下，主要矿物成分为方镁石和铬尖晶石; 镁橄榄石质及镁硅质制品：此种镁质材料中除含有主成分MgO外，第二化学成分为SiO2。镁橄榄石砖比镁硅砖含有更多的SiO2，前者的主要矿物成分为镁橄榄石，其次为方镁石；后者的主要矿物为方镁石，其次镁橄榄石； 镁钙质制品：此种镁质材料中含有一定量的CaO,主要矿物成分除方镁石外还含有一定量的硅酸二钙（2 CaO?SiO2）。 3）白云石质耐火材料 以天然白云石为主要原料生产的碱性耐火材料称为白云石质耐火材料。主要化学成分为：30-42%的MgO 和40-60%的CaO，二者之和一般应大于90%。其主要矿物成分为方镁石和方钙石（氧化钙）。 4）碳复合耐火材料 碳复合耐火材料是指以不同形态的碳素材料与相应的耐火氧化物复合生产的耐火材料。一般而言，碳复合材料主要包括镁碳制品、镁铝碳制品、锆碳制品、铝碳制品等。 5）含锆耐火材料 含锆耐火材料是指以氧化锆（ZrO2）、锆英石等含锆材料为原料生产的耐火材料。含锆耐火材料制品通常包括锆英石制品、锆莫来石制品、锆刚玉制品等。 （6）特种耐火材料 碳质制品：包括碳砖和石墨制品； 纯氧化物制品：包括氧化铝制品、氧化锆制品、氧化钙制品等； 非氧化物制品：包括碳化硅、碳化硼、氮化硅、氮化硼、硼化锆、硼化钛、塞伦(Sialon）、阿伦(Alon)制品等； 1.3耐火材料的组成、结构与性质 耐火材料是构筑热工设备的高温结构材料，在使用过程中除承受高温作用外，还不同程度地受到机械应力、热应力作用，高温气体、熔体以及固体介质的侵蚀、冲刷、磨损。 耐火材料的性质主要包括化学-矿物组成、组织结构、力学性质、热学性质及高温使用性质等。
金属材料性能知识大汇总(超全)
金属材料性能知识大汇总 1、关于拉伸力-伸长曲线和应力-应变曲线的问题 低碳钢的应力－应变曲线 a、拉伸过程的变形：弹性变形，屈服变形，加工硬化（均匀塑性变形），不均匀集中塑性变形。 b、相关公式：工程应力σ=F/A0；工程应变ε=ΔL/L0；比例极限σP；弹性极限σ ε；屈服点σS；抗拉强度σb；断裂强度σk。 真应变e=ln(L/L0)=ln(1+ε) ；真应力s=σ(1+ε)= σ*eε指数e为真应变。 c、相关理论：真应变总是小于工程应变，且变形量越大，二者差距越大；真应力大于工程应力。弹性变形阶段，真应力—真应变曲线和应力—应变曲线基本吻合；塑性变形阶段两者出线显著差异。
2、关于弹性变形的问题 a、相关概念 弹性：表征材料弹性变形的能力 刚度：表征材料弹性变形的抗力 弹性模量：反映弹性变形应力和应变关系的常数，E=σ/ε；工程上也称刚度，表征材料对弹性变形的抗力。 弹性比功：称弹性比能或应变比能，是材料在弹性变形过程中吸收变形功的能力，评价材料弹性的好坏。 包申格效应：金属材料经预先加载产生少量塑性变形，再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。 滞弹性：（弹性后效）是指材料在快速加载或卸载后，随时间的延长而产生的附加弹性应变的性能。 弹性滞后环：非理想弹性的情况下，由于应力和应变不同步，使加载线与卸载线不重合而形成一封闭回线。 金属材料在交变载荷作用下吸收不可逆变形功的能力，称为金属的循环韧性，也叫内耗 b、相关理论： 弹性变形都是可逆的。 理想弹性变形具有单值性、可逆性，瞬时性。但由于实际金属为多晶体并存在各种缺陷，弹性变形时，并不是完整的。 弹性变形本质是构成材料的原子或离子或分子自平衡位置产生可逆变形的反映
常见香辛料图谱
常见香辛料图谱 辛香料会改变整盘菜的味道，即使是很少量，都要小心使用。辛香料通常是辛香植物干燥的根、树皮、豆荚、果实或种子。 甘椒（Pimenta officinalis）也叫牙买加胡椒，非常类似丁香、肉桂和肉豆蔻混合而成的味道。 芹菜籽（Apium graveolens）芹菜籽微苦的味道却能和面包、鸡蛋菜肴和沙拉搭配得很好。
辣椒（Capsicum frutescens）成熟的辣椒干燥后较容易保存。 葛缕子（Carum carvi）看起来跟孜然芹的种子很像，常常会混淆，但味道相当不同。 芫荽籽（Coriandrum sativum）味道温和，不过很香，是东南亚国家的重要材料。
红辣椒粉（Capsicum frutescens ）使用时要注意分量。 孜然芹（Cuminum cyminum）味道刺鼻的孜然芹籽常混合芫籽，为咖哩的基本原料。 莳萝（Anethum graveolens）莳萝籽用于制作腌菜。
甜辣椒粉（Capsicum annuum）是用味道非常淡的甜辣椒研磨而成的。可以大量使用。 茴香（Foeniculum vulgare）适合加在水果和沙拉上。 胡椒（Piper nigrum）未成熟的整粒胡椒是绿色的。干燥的是深咖啡色的。
葫芦巴（Ttigonella foenum-graecum）葫芦巴芽有辛辣味。使用研磨的种子时，用量须斟酌。 芥菜籽（Brassica alba ）白色（或黄色）的种子味道比黑色（或褐色）来得淡。 郁金根（Curcuma longa）味道比较臭。
番红花（Crocuts sativus）这种昂贵的辛香料通常都是卖花蕊柱头的部分，加为粉状的很容易搀有杂物。 杜松（Juni0erus communis）这种浆果有一点松香的味道，有些刺鼻。适合搭配包心菜使用，也可以替那些油腻或重口味的菜添加一股清香。
金属材料性能及国家标准
金属材料性能 为更合理使用金属材料，充分发挥其作用，必须掌握各种金属材料制成的零、构件在正常工作情况下应具备的性能（使用性能）及其在冷热加工过程中材料应具备的性能（工艺性能）。 ???? 材料的使用性能包括物理性能（如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等）、化学性能（耐用腐蚀性、抗氧化性），力学性能也叫机械性能。 ???? 材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。 ???? （一）、机械性能 ???? 机械性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的特性。 ??? 1 、强度：材料在外力（载荷）作用下，抵抗变形和断裂的能力。材料单位面积受载荷称应力。 ??? 2 、屈服点（бs ）：称屈服强度，指材料在拉抻过程中，材料所受应力达到某一临界值时，载荷不再增加变形却继续增加或产生 0.2%L 。时应力值，单位用牛顿 / 毫米 2 （ N/mm2 ）表示。 ??? 3 、抗拉强度（бb ）也叫强度极限指材料在拉断前承受最大应力值。单位用牛顿 / 毫米 2 （ N/mm2 ）表示。 ??? 4 、延伸率（δ）：材料在拉伸断裂后，总伸长与原始标距长度的百分比。 ?? 5、断面收缩率（Ψ）材料在拉伸断裂后、断面最大缩小面积与原断面积百分比。??? 6 、硬度：指材料抵抗其它更硬物压力其表面的能力，常用硬度按其范围测定分布氏硬度（ HBS 、 HBW ）和洛氏硬度（ HKA 、 HKB 、 HRC ） ??? 7 、冲击韧性（ Ak ）：材料抵抗冲击载荷的能力，单位为焦耳 / 厘米 2 （ J/cm 2 ） . （二）、工艺性能 ???? 指材料承受各种加工、处理的能力的那些性能。 8 、铸造性能：指金属或合金是否适合铸造的一些工艺性能，主要包括流性能、充满铸模能力；收缩性、铸件凝固时体积收缩的能力；偏析指化学成分不均性。 9 、焊接性能：指金属材料通过加热或加热和加压焊接方法，把两个或两个以上金属材料焊接到一起，接口处能满足使用目的的特性。 10 、顶气段性能：指金属材料能承授予顶锻而不破裂的性能。 11 、冷弯性能：指金属材料在常温下能承受弯曲而不破裂性能。弯曲程度一般用弯曲角度α（外角）或弯心直径 d 对材料厚度 a 的比值表示， a 愈大或 d/a 愈小，则材料的冷弯性愈好。 12 、冲压性能：金属材料承受冲压变形加工而不破裂的能力。在常温进行冲压叫冷冲压。检验方法用杯突试验进行检验。 13 、锻造性能：金属材料在锻压加工中能承受塑性变形而不破裂的能力。 （三）、化学性能 ???? 指金属材料与周围介质扫触时抵抗发生化学或电化学反应的性能。 14 、耐腐蚀性：指金属材料抵抗各种介质侵蚀的能力。 15 、抗氧化性：指金属材料在高温下，抵抗产生氧化皮能力。 >> 返回 金属材料的检验
2020智慧树,知到《耐火材料》章节测试【完整答案】
2020智慧树，知到《耐火材料》章节测试 【完整答案】 智慧树知到《耐火材料》（山东联盟）章节测试答案 第一章 1、耐火度是耐火材料的使用温度。 A:对 B:错 答案:错 2、测试耐火度时没有额外的附加外力作用，只有材料本身的重力。 A:对 B:错 答案:对 3、酸性耐火材料是指以4价阳离子构成的氧化物为主成分的耐火材料。 A:对 B:错 答案:对 4、氧化钾为主成分的材料为碱性耐火材料。 A:对 B:错
答案:错 5、熟料的烧结温度一般为原料熔点的0.7-0.9倍。 A:对 B:错 答案:对 6、颗粒级配的原理是不等大球体的致密堆积。 A:对 B:错 答案:对 7、耐火材料中颗粒的临界粒径不是固定不变的。 A:对 B:错 答案:对 8、混练设备不同得到的泥料的性能也会不同。 A:对 B:错 答案:对 9、微波干燥和电阻干燥可以用于大型产品的干燥过程。 A:对 B:错 答案:对 10、耐火材料的烧成制度是由其所含材料间的相互反应来制定
的。 A:对 B:错 答案:对 第二章 1、耐火材料的化学组成按各成分含量和作用分为： A:主成分 B:杂质 C:外加成分 答案:主成分,杂质,外加成分 2、杂质成分对主成分起到强的助熔作用，表现形式有： A: 系统中开始形成液相的温度比较低 B: 形成的液相量较多 C:随着温度升高液相量增长速度很快 D: 形成的液相粘度很低，润湿性很好 答案: 系统中开始形成液相的温度比较低 , 形成的液相量较多
,随着温度升高液相量增长速度很快, 形成的液相粘度很低，润湿性很好 3、基质指耐火材料中大晶体或骨料间隙中存在的填充物或胶结物。 A:对 B:错 答案:对 4、耐火材料按其主晶相和基质的成分可以分为： A: 含有晶相和玻璃相的多成分耐火制品 B:仅含晶相的多成分的结晶体 C: 仅含玻璃相的多成分的非结晶体 答案: 含有晶相和玻璃相的多成分耐火制品 ,仅含晶相的多成分的结晶体 5、耐火材料中的气孔分为: A: 开口气孔 B: 闭口气孔 C:
金属材料的使用性能
金属材料的使用性能 1. 密度(比重):材料单位体积所具有的质量，即密度＝质量/体积，单位为g/cm3。 2. 力学性能: 金属材料在外力作用下表现出来的各种特性，如弹性、塑性、韧性、强度、硬度等。 3. 强度: 金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力。屈服点、抗拉强度是极为重要的强度指标，是金属材料选用的重要依据。强度的大小用应力来表示，即用单位面积所能承受的载荷(外力)来表示。 4. 屈服点: 金属在拉力试验过程中，载荷不再增加，而试样仍继续发生变形的现象，称为“屈服”。产生屈服现象时的应力，即开始产生塑性变形时的应力，称为屈服点，用符号σs表示，单位为MPa。 5. 抗拉强度: 金属在拉力试验时，拉断前所能承受的最大应力，用符号σb表示，单位为MPa。 6. 塑性: 金属材料在外力作用下产生永久变形(去掉外力后不能恢复原状的变形)，但不会被破坏的能力。 7. 伸长率: 金属在拉力试验时，试样拉断后，其标距部分所增加的长度与原始标距长度的百分比，称为伸长率。用符号δ，%表示。伸长率反映了材料塑性的大小，伸长率越大，材料的塑性越大。 8. 韧性: 金属材料抵抗冲击载荷的能力，称为韧性，通常用冲击吸收功或冲击韧性值来度量。 9. 冲击吸收功: 试样在冲击载荷作用下，折断时所吸收的功。用符号A?k表示，单位为J 。 10. 硬度: 金属材料的硬度，一般是指材料表面局部区域抵抗变形或破裂的能力。根据试验方法和适用范围的不同，可分为布氏硬度和洛氏硬度等多种。布氏硬度用符号HB表示：洛氏硬度用符号HRA、HRB或HRC表示。 部分常用钢的用途 (一)各牌号碳素结构钢的主要用途: 1.牌号Q195，含碳量低，强度不高，塑性、韧性、加工性能和焊接性能好。用于轧制薄板和盘条。冷、热轧薄钢板及以其为原板制成的镀锌、镀锡及塑料复合薄钢板大量用用屋面板、装饰板、通用除尘管道、包装容器、铁桶、仪表壳、开关箱、防护罩、火车车厢等。盘条则多冷拔成低碳钢丝或经镀锌制成镀锌低碳钢丝，用于捆绑、张拉固定或用作钢丝网、铆钉等。 2.牌号Q215，强度稍高于Q195钢，用途与Q195大体相同。此外，还大量用作焊接钢管、镀锌焊管、炉撑、地脚螺钉、螺栓、圆钉、木螺钉、冲制铁铰链等五金零件。
材料阻隔性指标详解
材料阻隔性指标详解 1、材料的阻隔性 任何物体都有一定的渗透性，差别仅是一些物体的渗透性比较高，另一些的渗透性比较低。高分子聚合物的可透性较低，用它对物品进行包装可有效阻隔环境中氧气、水蒸气等的渗入，并保持包装内的特定气体成分，显著提高物品的保质期。 通常，在使用高分子聚合物或由它制得的相关材料包装物品时最关注材料对氧气、二氧化碳、氮气等常见气体的阻隔性以及对水蒸气的阻隔性，可用渗透性（Permeability）和透过量（Permeance）两项指标加以描述。其中渗透性表征的是一种材料的特性，不随材料厚度、面积等的变化而变化，而渗透物质的透过量只是一个制成品的性质，随材料厚度、结构等的变化而变化。 2、气体透过系数与气体透过量 一般我们用气体对材料的渗透性（即气体透过系数）和气体透过量评价材料的阻隔性，但是由于常见无机气体对材料的渗透性能直接取决于材料对气体的溶解度（S）以及气体在材料中的扩散系数（D），所以在评价材料的阻隔性时应根据需要对材料的气体透过系数、气体透过量、溶解度、以及扩散系数进行综合评定。 气体透过系数（P）是在恒定温度和单位压力差下，在稳定透过时，单位时间内透过试样单位厚度、单位面积的气体的体积，单位为：cm3·cm/cm2·s·Pa。气体透过量（Q）是在恒定温度和单位压力差下，在稳定透过时，单位时间内透过试样单位面积的气体的体积，单位为：cm3/m2·d·Pa。它们之间满足以下关系： 其中d是材料的厚度。 由于两者的单位不同，所以在计算时必须统一计算单位。例如，当材料气体透过系数的单位是cm3·cm/cm2·s·Pa而气体透过量的单位是cm3/m2·d·Pa时，仅是在计算过程中引入的测试时间单位就相差86400倍，面积单位又相差10000倍，所以在国标GB 1038中给出了1.1574×10-9这个系数用于单位的统一。 目前，各标准中对材料的气体阻隔性的指标定义比较混乱，如气体透过率（Gas Transmission Rate，GTR）在ISO标准（ISO 2556，ISO 15105-1）中是稳定透过时在恒定温度、单位压差下单位时间内透过单位面积试样的气体体积（与国标GB 1038中气体透过量的含义相同），单位是cm3/m2·d·atm；然而在ASTM D1434中它是指在试验状态下单位时间内透过单位面积试样的气体量，单位是mL（STP）/m2·d。因此建议大家在比对数据时首先要看清数据单位，以确定它们各属于哪一项指标，然后将同项指标的所有比对数据换算成相同的单位再进行比较。在ASTM D1434中给出了几组单位换算表，表1只是其中之一，用于气体渗透性单位之间的换算。 表1. 常用气体渗透性单位换算表 3、水蒸气透过系数与水蒸气透过量 一般我们用材料的水蒸气渗透性（即水蒸气透过系数）和水蒸气透过量来评价材料的水蒸气阻隔性，也有使用水蒸气渗透量（Water Vapor Permeance）进行评价的，其中最常用的是材料的水蒸气透过量。 水蒸气透过系数（PV）是在规定的温度、相对湿度环境中，单位时间内，单位水蒸气压差下，透过单位厚度、单位面积试样的水蒸气量，单位为：g·cm/cm2·s·Pa。水蒸气透过量（WVT，在ISO 2528、ASTM F1249等标准中也称为WVTR）是在规定的温度、相对湿度，一定的水蒸气压差和一定厚度的条件下，1m2的试样在24h内透过的水蒸气量。单位为：g/m2·24h。两者之间满足以下关系： 其中d是试样的厚度，△p是试样两侧的水蒸气压差，可查湿空气水蒸气压力表获得。 水蒸气渗透量（Water Vapor Permeance ，以下简称P）的概念在国标GB 1037中是没有的，但在ASTM的标准中有涉及，是在指定的温湿度条件下，试样两侧在单位水蒸气压差下，单位时间内透过单位面积试样的水蒸气量，单位是g/m2·s·Pa，所以而其中△p是试样两侧的水蒸气压差，而d是试样的厚度。 材料的水蒸气阻隔性的各项指标定义清晰，常用单位比较集中，可以参照表2（摘自ASTM E96）进行换算。 表2. 常用水蒸气各类阻隔性单位换算表
耐火材料抗热震稳定性的思考
耐火材料抗热震稳定性的思考 发表时间：2019-03-21T15:53:01.600Z 来源：《防护工程》2018年第34期作者：樊家剑 [导读] 也需要使用单位自身对耐火材料的本质和现实的工艺条件有足够的认识，只有两者相结合，耐火材料的保护才能够做到有的放矢。云锡股份冶炼分公司云南个旧 661000 摘要:抗热震稳定性是厂家在制作耐火材料过程中一个重要的控制指标，该指标不但跟制作材料过程中使用的原料和制作工艺有关，也是使用单位在作业过程中有效保护耐火材料的重要参考参数之一，本文主要通过材料力学和热力学等相关知识理论上研究耐火材料抗热震稳定对生产实际的影响。 关键词:耐火材料; 热震; 炉渣; 应力 前言 耐火材料在冶金炉窑中的作用是抵抗冶金过程中高温腐蚀（软化）、化学腐蚀（元素化学反应）和熔池冲刷（损耗），确保熔池与钢结构体不发生直接接触。耐火材料在使用过程中受外界各种因素的影响，发生冷热交替造成热的变化即称为热震，冶金过程中热震对耐火材料的使用效率影响很大，因此在耐火材料的制作和使用过程中将抗热震稳定性作为一个重要的参考指标。 1 研究材料抗热震稳定性的意义 耐火材料因为要直接与高温熔体接触，同时要面对更多的外部条件的影响带来的温度波动，有时候更为复杂，其抗热震稳定性是一个重要的控制指标，因此如何在恶劣的温度变化条件下能够让耐火材料有更长的使用时间，对使用单位成本控制有着重要的意义。 2 材料抗热震稳定性的机理 2.1 热震稳定性的概念 热震稳定性，指材料在承受急剧温度变化时，评价其抗破损的能力，下图为某厂家耐火材料参数表。热震稳定性测试方法为：将耐火材料放入一个高温容器内，将温度提升至1100℃，然后取出放入冷水内，水冷到常温，循环几次，观测耐火材料第几次出现撕裂，如果过1次就撕裂则认为其热震稳定为1次，以此类推。从参数对比情况看，热震稳定性与作业温度、材料密度、材料强度成反比，也就是说耐火材料的热震稳定性越高，其实用范围越小。但在实际的作业过程中，因为作业条件要求较高，尤其是对温度的要求，所以不可能无限制的提高材料的热震稳定性，必须采取折中权衡的方法，一般应该是在成本和利润的合理获取上选择耐火材料热震稳定性。热震稳定性要达到要求，不但材料制作过程中必须对其成分和制作方式进行调整，而且还需要考虑冶金炉窑控制对热震的影响。 表1 某厂家耐火材料参数表 2.2 不同阶段下热震对耐火材料影响的差异 耐火材料在中低温下是脆性材料，缺乏延性，在冶金炉窑使用中，因各种因素的影响常常受到急剧的温度变化，导致损伤。耐火材料抗热震性机理，是其力学性能与热学性能在温度变化条件下的综合表现，是耐火材料使用过程中衡量其受外力影响程度的指标。热震对耐火材料的影响在初期、中期和后期各有不同，初期耐火材料因内外膨胀度差异较大，热震造成的结果是耐火材料中部容易断裂；中期耐火材料相对稳定，但厚度仅为初始厚度的一半或更少而增加传热速度，热震容易造成截面撕裂；后期耐火材料因为尺寸较薄，热震容易造成整体剖落。 2.3 耐火材料抗热震条件下应具备的能力 材料力学认为当材料工作时，必将受到外力的作用，为了保证材料的正常工作，就要求其必须具备足够的能力，承担其应当承受的荷载，这个能力包括足够的强度（即抵抗破坏的能力）、足够的刚度（即抵抗变形的能力）、足够的稳定性（即保持原有平衡的能力）。但是在不同的作业条件下材料必须各有侧重，不可能所有的条件都是最优化。而耐火材料因其工作条件的特殊性，因此对其刚度和强度的要求要更为明显，也就是抗破坏和变形能力要求更为严格。 2.3.1 热震与材料正应力 在冶金过程中，金属冶炼需要通过渣池内部元素的结构调整来实现金属的提炼，因此熔池自身的重量自然对周围的耐火材料接触面产生挤压的一个正压力，当耐火材料受到外力（正压力）作用时，内部分子相对位置发生改变，因而使耐火材料发生形变，在发生形变的过程中，材料内部自身内力的作用，将试图恢复到原来的形状，因此产生了应力。应力大小与截面积大小有关，因为材料一旦运用与生产，其尺寸无法改变，当应力不能抗拒外力作用时，材料因强度不足而被破坏。而实际上材料在常温下的使用过程中，其抗压能力是能够满足作业条件产生的外力，但是在温度的作用下，材料产生的热应力降低了其刚度，从而使材料受损或者产生龟裂。按照应力集中概念，材料