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;

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《耐火材料基础知识》课件

《耐火材料基础知识》课件
有色金属工业
在铜、铝等有色金属的冶炼和加工过程中,耐火 材料也扮演着重要的角色,对于保护炉衬和提高 产品质量具有重要作用。
核能领域
核能领域对于耐火材料的要求极高,需要具备优 良的高温性能、化学稳定性和抗辐照性能,为核 能技术的发展提供支撑。
耐火材料的发展趋势
高性能化
提高耐火材料的性能指标,以满足高温、高速、 高负荷等苛刻工况的需求。
复合耐火材料
通过将不同材质的耐火材 料进行复合,形成具有多 重性能的复合耐火材料, 以满足复杂工况的需求。
绿色耐火材料
研发低污染、低能耗的绿 色耐火材料,减少对环境 的负面影响,推动耐火材 料行业的可持续发展。
耐火材料的应用前景
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钢铁工业
随着钢铁工业的发展,对耐火材料的需求量不断 增加,尤其在高炉、连铸和轧钢等关键部位,需 要高性能的耐火材料。
维护保养
为了延长耐火材料的使用寿命,需要 定期进行维护保养,如检查、修复、 更换等。
环境友好
耐火材料在使用过程中应尽量减少对 环境的污染,符合可持续发展的要求 。
05
耐火材料的发展趋势与展望
新型耐火材料的研发
纳米级耐火材料
利用纳米技术,开发出具 有高性能的纳米级耐火材 料,具有更佳的抗热震性 能和高温强度。
环保化
加强环保意识,研发低污染、低能耗的耐火材料 ,推动行业的可持续发展。
智能化
利用传感器、物联网等先进技术,实现耐火材料 的智能化监控和管理,提高生产效率和安全性。
晶体结构
指耐火材料中的晶体颗粒的大小 、形状、取向及分布情况,对耐 火材料的力学性能和高温性能有
重要影响。
玻璃质结构
指耐火材料中的玻璃质成分的粘度 、流动性及稳定性等,对耐火材料 的抗热震性能和高温性能有一定影 响。

耐火材料

耐火材料

5.良好的抗蚀性。 耐火材料在使用过程中,常常受到液态熔液、 炉尘、气态介质或固态物质的化学作用,使制 品被侵蚀损坏。因此,耐火材料必须具有强的 抵抗这种蚀损的性能。此外,要求耐火材料具 有一定的耐磨性,在某些特殊条件下有一定的 透气性、导热性、导电性和硬火材料(原料或制品)的化学组成
耐火材料种类繁多,通常按耐火度高低分为: 普通耐火材料(1580~1770℃) 高级耐火材料(1770~2000℃) 特级耐火材料(2000℃以上)
按化学特性分为:
酸性耐火材料 中性耐火材料 碱性耐火材料
酸性耐火材料以氧化硅为主要成分,常用的有 硅砖和粘土砖。 硅砖是含氧化硅93%以上的硅质制品,使用的 原料有硅石、废硅砖等,其抗酸性炉渣侵蚀能力 强,荷重软化温度高,重复煅烧后体积不收缩, 甚至略有膨胀;但其易受碱性渣的侵蚀,抗热振 性差。硅砖主要用于焦炉、玻璃熔窑、酸性炼钢 炉等热工设备。粘土砖以耐火粘土为主要原料, 含有30%~46%的氧化铝,属弱酸性耐火材料, 抗热振性好,对酸性炉渣有抗蚀性,应用广泛。
碱性耐火材料以氧化镁、氧化钙为主要成分,常用的 是镁砖。含氧化镁80%~85%以上的镁砖,对碱性渣和铁 渣有很好的抵抗性,耐火度比粘土砖和硅砖高。主要用于 平炉、吹氧转炉、电炉、有色金属冶炼设备以及一些高温 设备上。 在特殊场合应用的耐火材料有高温氧化物材料,如氧化 铝、氧化镧、氧化铍、氧化钙、氧化锆等,难熔化合物材 料,如碳化物、氮化物、硼化物、硅化物和硫化物等;高 温复合材料,主要有金属陶瓷、高温无机涂层和纤维增强 陶瓷等。
耐火材料(原料或制品)的化学组成,一般用化学分析的 方法进行测定。耐火材料通常测定Al203,Si02,Fe203, CaO,MgO,Ti02,ZrO2,Na20,K20等氧化物。

无机材料方面耐火材料技术总结

无机材料方面耐火材料技术总结

绪论1、耐火材料的定义:耐火度不小于1580℃的无机非金属材料(传统定义);耐火度不小于1500℃的非金属材料及制品(ISO的定义)。

2、耐火材料的分类按化学矿物组成分类:硅质耐火材料、镁质耐火材料、白云石质耐火材料、碳复合耐火材料、含锆耐火材料、特种耐火材料。

耐火材料按化学属性大致可分为酸性耐火材料(硅砖和锆英石砖)、中性耐火材料(刚玉砖、高铝砖、碳砖)、碱性耐火材料(镁砖、镁铝砖、镁铬砖、白云石砖)。

根据耐火度的高低:普通耐火材料:1580~1770℃、高级耐火材料:1770~2000 ℃、特级耐火材料:>2000℃依据形状及尺寸的不同:标普型、异型、特异型。

按成型与否分:定型耐火材料、不定型耐火材料。

按烧制方法分:烧成砖、不烧砖、熔铸砖。

第一章3、耐火材料是构筑热工设备的高温结构材料,面临:承受高温作用;机械应力;热应力;高温气体;熔体以及固体介质的侵蚀、冲刷、磨损。

4、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。

(1)化学组成:主成分是指在耐火材料中对材料的性质起决定作用并构成耐火基体的成分。

杂质成分耐火材料中由原料及加工过程中带入的非主要成分的化学物质(氧化物、化合物等)添加成分为了制作工艺的需要或改善某些性能往往人为地加入少量的添加成分,引入添加成分的物质称为添加剂。

(2)矿物组成耐火材料的矿物组成一般分为主晶相和基质两大类。

基质对于主晶相而言是制品的相对薄弱之处。

5、耐火材料中气孔体积与总体积之比称为气孔率。

耐火材料中的气孔可分为三类:开口气孔(显气孔)、贯通气孔、闭口(封闭)气孔。

6、气孔产生的原因:1)原料中的气孔(原料没有烧好);2)制品成型时,颗粒间的气孔。

7、耐火材料的力学性质是指制品在不同条件下的强度等物理指标,是表征耐火材料抵抗不同温度下外力造成的形变和应力而不破坏的能力。

耐火材料的力学性质通常包括耐压强度、抗折强度、耐磨性及高温蠕变等。

耐火材料组成、结构与性质

耐火材料组成、结构与性质
第四篇 耐火材料工学基础
主讲:廖桂华 电话:65928200(o) E-mail: guihua.liao@
2020/7/12
第四篇 耐火材料工学基础
耐火材料是冶金、建材、化工、机械等工业高温窑 炉的重要基础材料。了解它们的性能并选用合适的耐 火材料对于生产控制及降低成本有重要的意义。本课 程介绍常用耐火材料的基本性能,应用范围以及易懂 的生产工艺与原料知识。
MgO含量大于80%的碱性耐火材料。
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1.2.2 按化学矿物组成分类
(4)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)。
MgO、CaO、 Al2O3、Cr2O3、 SiO2、C
方镁石、方钙 石、镁铝(铬) 尖晶石、镁橄 榄石
镁砖、白云石砖、镁橄 榄石砖、镁铝(铬、钙) 砖、镁碳砖等
Cr2O3(>
铬镁尖晶石、
90%)、MgO、 铬铁矿
Fe2O3
ZrO2、 锆英石砖
C、SiC
无定形碳、石 炭砖、石墨制品、碳化
按化学属性分类 按化学矿物组成分类 其他分类方法
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1.2.1 按化学性质分类
耐火材料按化学属性分可分为酸性耐火材料、中性耐 火材料、碱性耐火材料。
● 按化学属性分类对于 了解耐火材料的化学性 质,判断耐火材料在实 际使用过程中与接触物 之间的化学作用情况具 有重要意义。
2020/7/12
2020/7/12
耐火材料工业曾被描绘为冶金工业和其它高温行业 的“支撑工业”和“先行工业”。耐火材料是高温技术 的基础材料,它与高温技术,尤其是钢铁工业的发展有 很密切的关系,相互依存,互为促进,共同发展。在一 定的条件下,耐火材料的质量、品种对高温技术发展起 着关键作用。

耐火材料基础知识

耐火材料基础知识
实际生产中需根据硅石原料的组成与性质来确定。理想的 矿化剂应具备如下条件: 1)能与SIO2作用,并在不太高的温度下形成液相(一般 在1300~1350 ℃ 以前),而且对系统的耐火度降低不大; 2)能够形成足够数量的液相,液相应具有低的粘度及较 强的润湿石英颗粒表面的能力; 3)矿化作用不过于激烈,烧成制品不产生裂纹; 4)矿化剂不具备水溶性,在坯体中易于分布; 5)价格合理,易于制备。
1.6 硅藻土:海水或淡水中的微生物——硅藻类的遗体骨 骼(硅壳)堆积而成,本质上是含水的非晶质二氧化硅。
第一节 石英原料的主要类型及SiO2变体
2. SiO2变体的种类及性质
α-石英、β-石英
SiO2的种类
α-鳞石英、β-鳞石英、γ-鳞石英 α-方石英、β-方石英 石英玻璃
第一节 石英原料的主要类型及SiO2变体
★ 耐火材料在烧制过程当中的物理化学变化一般都 未达到烧成温度下的平衡状态,当制品在长期使 用中,受高温和时间的作用,会进一步产生物理 化学变化,从而进一步烧结和物相再结晶和玻璃 化,从而初始制品进一步密实,产生重烧收缩。 但是有的如硅质在高温下产生膨胀。
★ 重烧线变化的大小表明制品高温体积稳定性的好 坏,为了降低耐火制品的重烧收缩或膨胀,在工 艺上一般提高砖坯的成型密度,适当提高烧成温 度或延长保温时间,但不宜过高,以免制品变形 或者进一步玻璃化,从而降低了热震稳定性。
热容
★ 热容(又称比热容)是指常压下加热1公 斤样品使之升温一度所需的热量。
★ 影响热容的因素
耐火材料的热容是随它的化学矿物组成和所处的 温度条件而变化的,通常很少测定热容,检验标 准中也没有规定方法。
重烧线变化
★ 重烧线变化是指将耐火材料试样加热到规定温度, 并恒定一定时间,冷却至室温以后,其线性尺寸 的不可逆变化。

耐火材料常识

耐火材料常识

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半硅制品的生产,一方面是扩大原料的综合利 用,另一方面它具有不太大的膨胀性,有利于 提高砌体的整体性,降低熔渣对砖缝的侵蚀作 用。另一特点是熔渣与砖面接触后,能形成厚 度约1~2mm的粘度很大的硅酸盐熔融物,阻碍 熔渣向砖内渗透,从而提高制品的抗熔渣的侵 蚀能力。
第四节 用高铝矾土生产的高铝质耐 火材料
二、主要种类
• 1. 按化学成分分为 • (1)氧化硅质(以氧化硅为主 包括硅砖和石英玻璃); • (2)氧化铝质 (以氧化铝和氧化硅为主 又分为半硅质、 粘土质和高铝质); • (3)氧化镁质(又分为镁砖、镁铝砖、镁硅砖、镁钙砖、 镁铬砖和镁碳砖); • 按主成分的化学性质又可分为三类。 • 酸性耐火材料 中性耐火材料 碱性耐火材料 • 2.杂质成分 在耐火材料(或原料)中含有一定量的 杂质。 • 3.添加成分 矿化剂、稳定剂和烧结剂等。 • 灼减:将干燥的材料在规定温度条件下加热时质量减 少百分率称为灼减。
• 用天然产高铝矾土原料制造的高铝质耐火 材料,其Al2O3含量在48%以上,通常可 分为三类: • I等: Al2O3含量>75%, • Ⅱ等: Al2O3含量65~75%; • Ⅲ等: Al2O3含量48~65%。 • 根据矿物组成可分为:低莫来石质 (包括硅 线石质)、莫来石质、莫来石-刚玉质、刚玉 -莫来石质和刚玉质。
• 4. 按耐火度分为: • 普通(1580~1770℃); • 高级(1770~2000℃); • 特级(大于2000℃);
• 5. 按化学性质分为: • 酸性耐火材料; • 中性耐火材料; • 碱性耐火材料;
• 6. 按标准和尺寸分为: • 标准砖; • 异型砖; • 管形材; • 耐火器皿; 标准型砖(230 × 114 × 65mm)、异型 砖、特异型砖、大异型砖,以及实验室和 工业用坩埚、皿、管等特殊制品。

耐火材料的矿物组成

耐火材料的矿物组成耐火材料是一种能够承受高温和侵蚀的矿物材料,广泛应用于钢铁、有色金属、能源等工业领域。

耐火材料的性能和稳定性与其矿物组成密切相关。

下面将介绍几种主要的耐火材料矿物组成及其特点。

1.硅酸盐矿物硅酸盐矿物是耐火材料中的重要组成部分,主要包括长石、粘土、滑石等。

这些矿物具有较高的熔点、耐火性和稳定性,因此在高温环境下能够保持较好的性能。

硅酸盐矿物在耐火材料中起到骨架和高温结构的作用,提高了材料的抗压强度和抗折强度。

2.铝酸盐矿物铝酸盐矿物主要包括莫来石、刚玉等,具有较高的熔点、耐火性和化学稳定性。

它们在高温下能够保持较好的性能,并且具有较好的抗侵蚀能力。

铝酸盐矿物在耐火材料中起到高温结构的作用,提高了材料的强度和高温稳定性。

3.镁质矿物镁质矿物包括滑石、菱镁矿等,具有良好的抗侵蚀性和高温稳定性。

它们在耐火材料中起到高温结构的作用,提高了材料的强度和高温稳定性。

镁质矿物还能够吸收材料中的水分,降低材料的导热系数,提高材料的隔热性能。

4.钙质矿物钙质矿物包括方解石、石灰石等,具有良好的抗侵蚀性和高温稳定性。

它们在耐火材料中起到高温结构的作用,提高了材料的强度和高温稳定性。

钙质矿物还能够吸收材料中的杂质和水分,提高材料的纯度和性能。

5.碳质耐火材料碳质耐火材料主要由碳素组成,包括石墨、碳砖等。

碳是一种优良的耐火材料,具有高熔点、高导热系数和良好的抗侵蚀性。

碳质耐火材料在高温下能够保持较好的性能,并且具有较好的抗磨损性和抗腐蚀性。

总之,耐火材料的矿物组成对其性能和稳定性具有重要影响。

不同的矿物具有不同的熔点、耐火性、化学稳定性和机械性能等特点,因此在选择和使用耐火材料时需要根据其特点进行合理选择和应用。

同时,针对不同工业领域的需求,还需要对耐火材料进行不断的研发和改进,以提高其性能和使用寿命。

耐火材料化学

耐火材料化学
耐火材料。

耐火材料是一种特殊的材料,能够耐受高温,具有高的耐火性能。

它们的特点在于耐火材料本身具有热稳定性,当外部热源损坏时,能够保护内部结构不被破坏。

耐火材料一般具有良好的辐射耐受性,只要选择合适的耐火材料,就能满足要求,可以抗拒高温条件的持久性质。

耐火材料可以用来建筑火灾防火墙,热交换器,锅炉,废气处理器,汽轮机壳体,发动机气缸和活塞等设备的外壳,以防止或减少火灾造成的损失。

耐火材料也可以用于制造不锈钢,以防止酸腐蚀或试金管内的炉温过高时造成损坏。

耐火材料的种类有很多,其结构、性能和应用范围也不尽相同。

耐火材料一般分为金属性材料和非金属性材料。

耐火金属性材料如铸铁,碳钢,低合金钢,不锈钢,钛合金等;耐火非金属性材料如石棉,硅酸铝,硅酸镁,硅铝硅镁砖,硅钙砖,玻璃钢等。

从材料的化学成分看,耐火材料的主要成分是氧化物,硅系物质,碳物质和金属元素,包括铝,锰,钛,镁,铁,锆,镍,铜,钴等。

这些物质各具其特殊的性质,使材料具有良好的耐火性能。

耐火材料的应用主要是用作热交换器、热水器、烘箱、热水管等设备的外壳,也用于废气处理、催化剂、反应器等的内壁。

耐火材料的应用已日趋广泛,可以更有效地防止热损伤,减少火灾的发生,提高安全性和可靠性。

耐火材料的种类与性质

耐火材料的种类与性质目录一、前言 (2)二、耐火材料的分类 (3)三、耐火材料的物理性质 (5)四、耐火材料的化学性质 (7)五、耐火材料的应用领域特性 (10)六、总结分析 (11)一、前言国内外耐火材料市场均呈现出稳步增长的态势,但国内市场的发展速度更快。

国内外耐火材料行业均重视技术研发和产品质量提高,但国际企业在市场营销和品牌建设方面更具优势。

因此,国内企业应加强技术创新和市场营销能力,提高产品质量和服务水平,以应对国内外市场的竞争挑战。

冶金工业用耐火材料主要用于钢铁、有色金属冶炼等冶金设备中,具有承受高温、抵御化学侵蚀等特点。

这类材料包括高炉用耐火砖、炉底填料等。

随着新材料技术的不断发展,新型耐火材料如陶瓷纤维、陶瓷薄膜等开始广泛应用于高温环境中。

这些新型材料具备独特的性能优势,如轻质、隔热效果好等,进一步拓宽了耐火材料的应用领域,并产生了新的市场需求。

耐火材料还广泛应用于化工、机械、建筑等行业。

在化工行业中,耐火材料用于制造各种反应器、换热器、管道等设备;在机械行业中,用于制造高温零部件;在建筑行业中,用于制造耐火砖、耐火水泥等建筑材料。

随着工业领域的不断发展,对耐火材料的需求将会继续增加。

在未来,随着高温工艺技术的不断进步,耐火材料的应用领域将会更加广泛。

随着环保要求的提高,耐火材料的研发方向也将朝着环保、节能、高性能的方向发展。

未来,耐火材料行业将面临新的机遇和挑战。

声明:本文内容来源于公开渠道或根据行业大模型生成,对文中内容的准确性不作任何保证。

本文内容仅供参考,不构成相关领域的建议和依据。

二、耐火材料的分类耐火材料是指在高温环境下能够保持其物理性质稳定、不发生显著变化的无机非金属材料。

根据其性质和应用领域的不同,耐火材料可以细分为多种类型。

(一)按化学成分分类1、硅质耐火材料硅质耐火材料以二氧化硅为主要成分,具有优异的耐高温性能和高度的抗侵蚀性。

这类材料广泛应用于高炉、热风炉等冶金设备中。

耐火材料的化学性能详解

耐火材料的化学性能详解
耐火材料是一个复杂的混合物,研究耐火材料的结构和化学性质才能更好地掌握耐火吃材料的性能,什么叫基质? 耐火材料中大晶体或骨料(分散体系中的分散相)间隙中存在的物质(分散体系中的分散介质)叫基质,如硅砖是由玻璃质的基质中嵌入结晶的氧化硅所组成;粘土质耐火材料是由大量非晶质的基质中嵌入莫来石和方石英等所组成。

也有人将耐火制品中主晶体以外的,填充于主晶体间隙中的物质统称为基质。

什么叫陶瓷结合? 主晶相间低熔点的硅酸盐非晶质和晶质联结在一起而形成的结合就叫陶瓷结合。

如普通镁砖中方镁石之间的结合就是由镁钙橄榄石或镁蔷薇辉石等低熔物形成的陶瓷结合。

这类制品的烧结是在液相参与下完成的。

陶瓷结合组分的性质及其在主晶相间的分布状态,对耐火制品的性质影响极大。

什么叫化学结合? 化学结合是指耐火制品中由化学结合剂形成的结合。

即加入少量结合物质,在低于烧结温度的条件下,发生一系列的化学反应使制品硬化而形成的结合。

此种结合在不烧耐火制品中普遍存在。

它的形成和性质主要取决于所用化学结合剂的性质。

有的在常温下即可使制品硬化有的需要加热到适当的温度后才能使制品获得一定的强度。

以化学结合的耐火制品,经高温使用,有的可形成陶瓷结合。

什么叫直接结合? 由耐火主晶相直接接触所产生
的一种结合方式称之为直接结合,它既不同于化学结合,也不属于陶瓷结合。

直接结合的产品一般具有较高的高温机械强度,抗渣性及体积稳定性也较好。

如直接结合镁铬砖中,方镁石与方镁石、方镁石与镁铬尖晶石之间的直接结合。

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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;1.3耐火材料的化学-矿物组成(1)化学组成化学组成是耐火材料最基本的特性,是决定耐火材料的物相组成以及很多重要性质如抗渣侵蚀性能、耐高温性能、力学性能等的重要基础。

通常将耐火材料的化学组成按各个成分含量的多少及作用分为以下几类:主成分是指在耐火材料中对材料的性质起决定作用并构成耐火基体的成分。

耐火材料按其主成分的化学性质可分为酸性耐火材料、中性耐火材料和碱性耐火材料。

杂质成分耐火材料中由原料及加工过程中带入的非主要成分的化学物质(氧化物、化合物等)称为杂质。

杂质的存在往往能与主要成分在高温下发生反应,生成低熔性物质或形成大量的液相,从而降低耐火材料基体的耐火性能,故也称之为熔剂。

添加成分耐火材料的化学组成中除主要成分和杂质成分外有时为了制作工艺的需要或改善某些性能往往人为地加入少量的添加成分,引入添加成分的物质称为添加剂。

按照添加剂的目的和作用不同可分为矿化剂、稳定剂、促烧剂等。

(2)矿物组成耐火材料一般说来是一个多相组成体,其矿物组成取决于耐火材料的化学组成和生产工艺条件,矿物组成可分为两大类:结晶相与玻璃相,其中结晶相又分为主晶相和次晶相。

主晶相是指构成耐火制品结构的主体而且熔点较高的结晶相。

主晶相的性质、数量、结合状态直接决定着耐火制品的性质。

次晶相又称第二固相,是在高温下与主晶相共存的第二晶相。

如镁铬砖中与方镁石并存的铬尖晶石,镁铝砖中的镁铝尖晶石,镁钙砖中的硅酸二钙,镁硅砖中的镁橄榄石等。

次晶相也是熔点较高的晶体,它的存在可以提高耐火制品中固相间的直接结合,同时可以改善制品的某些特定的性能。

如:高温结构强度以及抗熔渣渗透、侵蚀的能力。

填充于主晶相之间的不同成分的结晶矿物(次晶相)和玻璃相统称为基质,也称为结合相。

基质的组成和形态对耐火制品的高温性质和抗侵蚀性能起着决定性的影响。

基质对于主晶相而言是制品的相对薄弱之处。

为了提高耐火制品的使用寿命,在生产实践中,往往采取调整和改变制品的基质组成的工艺措施,来改善和提高耐火制品的性质。

1.4耐火材料的显微结构耐火材料是由固相(包括结晶相与玻璃相)和气孔两部分构成的非均质体。

它们之间的相对数量及其分布和结合形态构成了耐火材料的显微结构。

而耐火制品的显微组织结构表征的是耐火材料中主晶相与基质间的结合形态。

耐火材料主晶相与基质的结合形态有两种:即陶瓷结合与直接结合。

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.如普通镁砖中硅酸盐基质与方镁石之间的结合。

此类耐火制品在高温使用时,低熔点的硅酸盐首先在较低的温度下成为液相(或玻璃相软化),大大降低了耐火制品的高温性能。

直接结合是指耐火制品中,高熔点的主晶相之间或主晶相与次晶相间直接接触形成结晶网络的一种结合。

直接结合耐火制品一般具有较高的高温力学性能,与材质相近的硅酸盐结合的耐火制品相比1.5耐火材料的常温物理性质(1)气孔率高温强度可成倍提高,其抗渣蚀性能和体积稳定性也较高。

耐火材料中气孔体积与总体积之比称为气孔率。

耐火材料中的气孔可分为三类:开口气孔(显气孔)、贯通气孔、封闭气孔。

若把开口气孔与贯通气孔合并为一类,则耐火材料的气孔可分为开口气孔和封闭气孔两类。

气孔产生的原因:1)原料中的气孔(原料没有烧好);2)制品成型时,颗粒间的气孔;由于显气孔率的测定较为容易,所以耐火材料气孔率的指标常以显气孔率来表示.(2)吸水率吸水率是指耐火制品中全部开口气孔吸满水时,制品所吸收水的重量与制品重量之比。

吸水率实质上是反映制品中开口气孔量的一个指标。

测定意义:判断原料或制品质量的好坏、烧结与否、是否致密。

同时可以预测耐火材料的抗渣性、透气性能和热震稳定性能。

(3)体积密度耐火制品单位表观体积的质量称为体积密度,通常用kg/m3或g/cm3表示。

对于同一种耐火制品而言,其体积密度与显气孔率呈负相关关系,即制品的体积密度大则显气孔率就低。

(4)真密度与真比重耐火材料的质量与其真体积(即不包括气孔体积)之比,称为真密度,通常也用g/cm3来表示。

真比重的概念:单位体积耐火材料的重量与4℃单位体积水的重量之比值。

从数值上来说,真密度和真比重是相等的。

真气孔率=显气孔率+闭口气孔率(5)透气度其物理意义是在一定时间内和一定压差下气体透过一定断面和厚度的试样的量。

气孔率和体积密度等技术指标只是表征耐火制品中气孔体积的多少和制品的致密程度,并不能够反映气孔的大小、分布和形状。

耐火制品在使用过程中,侵蚀介质浸入、渗透的程度与耐火制品气孔的大小、形状等密切相关,一般而言,耐火制品的透气度越高,其抵抗熔渣渗透、侵蚀的能力越差。

1.6耐火材料的热学性质和导电性质(1)热膨胀耐火材料的体积或长度随着温度的升高而增大的物理性质称为热膨胀。

耐火材料的热膨胀可以用线膨胀系数或体膨胀系数表示,也可以用线膨胀百分率或体积膨胀百分率表示。

膨胀系数是指耐火材料由室温加热至试验温度的区间内,温度每升高1℃,试样体积或长度的相对变化率。

意义:窑炉设计的重要参数、预留膨胀缝的依据,可间接判断耐材热震稳定性能。

耐火材料作为构筑热工设备的结构材料,常常在温度变化条件下使用。

因此,耐火材料的热膨胀既是其重要的使用性能,也是工业窑炉等高温热工设备进行结构设计的重要参数。

耐火材料的热膨胀性能取决于它的化学矿物组成,且与耐火材料中结晶相的晶体结构及键强密切相关。

通常:键强高的材料具有低的热膨胀系数(SiC);组成相同的材料,晶体结构不同,其热膨胀系数也不同(石英和石英玻璃);加热过程中,存在多晶转变的材料,其热膨胀系数也要发生相应的变化(鳞石英、方石英)。

(2)热导率耐火材料的热导率是指单位温度梯度下,单位时间内通过单位垂直面积的热量,用λ表示:耐火材料中所含的气孔对其热导率的影响最大。

一般说来,在一定的温度范围内,气孔率越大,热导率越低。

耐火材料的化学矿物组成也对材料的导热率也有明显影响。

晶体中的各种缺陷、杂质以及晶粒界面都会引起格波的散射,也等效于声子平均自由程的减小,从而降低热导率。

(3)热容热容是耐火材料的另一重要的热学性质,它是表征材料受热后温度升高情况的参数。

任何物质受热后温度都要升高,但不同的物质温度升高1℃所需要的热量不同,工程上用在常压下加热1公斤物质升高1℃所需要的热量(以KJ计)来表示和衡量这一性质,称为热容。

(4)导电性耐火材料通常在室温下是电的不良导体,随温度升高,电阻减小,导电性增强。

若将材料加热至熔融状态,则会呈现较强的导电能力。

某些耐火材料具有导电性,如含碳耐火制品具有导电性,而二氧化锆制品在高温下也具有较好的导电性,可以作为高温下的发热体。

1.7 耐火材料的力学性质耐火材料的力学性质是指制品在不同条件下的强度等物理指标,是表征耐火材料抵抗不同温度下外力造成的形变和应力而不破坏的能力。

耐火材料的力学性质通常包括耐压强度、抗折强度、扭转强度、耐磨性、弹性模量及高温蠕变等。

(1)耐压强度耐火材料的耐压强度包括常温耐压强度和高温耐压强度,分别是指常温和高温条件下,耐火材料单位面积上所能承受的最大压力,以牛顿/毫米2(或MPa)表示。

常温耐压强度指标通常可以反映生产中工艺制度的变动。

高耐压强度表明制品的成型坯料加工质量、成型坯体结构的均一性及砖体烧结情况良好。

因此,常温耐压强度也是检验现行工艺状况和制品均一性的可靠指标。

耐火材料的高温耐压强度则反映了耐火材料在高温下结合状态的变化。

特别是加入一定数量结合剂的耐火可塑料和浇注料,由于温度升高,结合状态发生变化时,高温耐压强度的测定更为有用。

(2)抗折强度耐火材料的抗折强度包括常温抗折强度和高温抗折强度,分别是指常温和高温条件下,耐火材料单位截面积上所能承受的极限弯曲应力,以牛顿/毫米2(或MPa)表示。

它表征的是材料在常温或高温条件下抵抗弯矩的能力,采用三点弯曲法测量。

(3)高温蠕变性能耐火材料的高温蠕变性能是指在某一恒定的温度以及固定载荷下,材料的形变与时间的关系。

根据施加荷重形式的不同可分为高温压缩蠕变、高温拉伸蠕变、高温抗折蠕变等。

由于高温压缩与高温抗折蠕变较易测定,故应用较多。

我国通常采用压缩蠕变。

(4)弹性模量材料在其弹性范围内(即符合虎克定律的弹性体),在荷载σ(应力)的作用下,产生变形ε(应变),当荷载去除后,材料仍恢复原来的形状和尺寸,此时应力和应变的比值称为弹性模量,也称杨氏模量。

它表示材料抵抗变形的能力。

1.8耐火材料的高温使用性质耐火制品在各种不同的窑炉中使用时,长期处于高温状态下,耐火材料耐高温的性质能否满足各类窑炉工作条件的要求,是材料选用的主要依据,因此耐火制品的高温性质也是最重要的基本性质。

(1)耐火度耐火材料在无荷重条件下,抵抗高温作用而不熔化的性质称为耐火度。

与有固定熔点的结晶态物质不同,耐火材料一般是由多种矿物组成的多相固体混合物,没有固定的熔点。

其熔融是在一定温度范围内进行的,当对其加热升温至某一温度时开始出现液相(即固定的开始熔融温度),继续加热温度仍然继续升高、液相量也随之增多,直至升至某一温度全部变为液相,在这个温度范围内,液相与固相同时存在。

耐火度是一个技术指标,将被测制品按一定方法制成截头三角锥。

试锥以一定升温速度加热,达到某一温度开始出现液相,温度继续升高液相量逐渐增加,粘度减小,试锥在重力作用逐渐软化弯倒,当其弯倒至顶点与底接触的温度,即为试样的耐火度。

耐火度与熔点的区别:1、熔点指纯物质的结晶相与液湘处于平衡时的温度;2、熔点是一个物理常数;3、耐火材料为多相混合体,其熔融是在一定的温度范围内进行的,是一个工艺指标。

耐火材料达到耐火度时实际上已不具有机械强度了,因此耐火度的高与低与材料的允许使用温度并不等同,也就是说耐火度不是材料的使用温度上限,只有综合考虑材料的其它性能和使用条件,才能作为合理选用耐火材料的参考依据。

以镁砖为例,其耐火度高达2000℃以上,但允许使用温度大大低于耐火度。

耐火度的意义:评价原料纯度和难熔程度;影响因素耐火制品的化学矿物组成及其分布状态是影响其耐火度的主要因素。

杂质成分特别是具有强熔剂作用的杂质,将严重降低制品的耐火度。

同时,测定条件也将影响到耐火度的大小,如:粉末的粒度、测温锥的安装、升温的速率及炉内的气氛(针对变价元素,如Fe2+与Fe3+之间的转变)。

(2)高温荷重软化温度耐火材料的高温荷重软化温度也称为高温荷重变形温度,表示材料在温度与荷重双重作用下抵抗变形的能力。

高温荷重软化温度在一定程度上能表明耐火制品在与其使用情况相近的条件下的结构强度与变形情况,因而是耐火制品的重要性能指标。

耐火制品的荷重软化温度取决于制品的化学-矿物组成、组织结构、显微结构、液相的性质、结晶相与液相的比例及相互作用等。

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