Κατά τη χρήση πυρίμαχων υλικών, αυτά εύκολα λιώνουν και μαλακώνουν από φυσικές, χημικές, μηχανικές και άλλες επιδράσεις σε υψηλή θερμοκρασία (γενικά 1000~1800 °C) ή διαβρώνονται από τη διάβρωση ή ραγίζουν και καταστρέφονται, γεγονός που διακόπτει τη λειτουργία. Μολυσμένο υλικό. Επομένως, απαιτείται το πυρίμαχο υλικό να έχει ιδιότητες που μπορούν να προσαρμοστούν σε διάφορες συνθήκες λειτουργίας. Οι ακόλουθοι είναι 4 δείκτες που καθορίζουν την απόδοση των πυρίμαχων υλικών σε υψηλή θερμοκρασία:
(1) Πυρίμαχο
Η πυρίμαχη ικανότητα αναφέρεται στη θερμοκρασία στην οποία ένα υλικό φτάνει σε έναν συγκεκριμένο βαθμό μαλάκυνσης υπό την επίδραση υψηλής θερμοκρασίας και χαρακτηρίζει την απόδοση του υλικού έναντι της δράσης υψηλής θερμοκρασίας. Η πυρίμαχη ικανότητα είναι η βάση για να κριθεί εάν ένα υλικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πυρίμαχο. Ο Διεθνής Οργανισμός Τυποποίησης ορίζει ότι τα ανόργανα μη μεταλλικά υλικά με πυρίμαχη ικανότητα άνω των 1500 ℃ είναι πυρίμαχα υλικά. Διαφέρει από το σημείο τήξης του υλικού και είναι η ολοκληρωμένη έκφραση του μείγματος πολυφασικών στερεών που αποτελούνται από διάφορα ορυκτά.
Ο πιο βασικός παράγοντας που καθορίζει την ανθεκτικότητα είναι η χημική σύνθεση και η κατανομή των ορυκτών του υλικού. Διάφορα συστατικά προσμίξεων, ειδικά εκείνα με ισχυρή επίδραση διαλύτη, θα μειώσουν σημαντικά την ανθεκτικότητα του υλικού. Συνεπώς, θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη τα κατάλληλα μέτρα κατά τη διαδικασία παραγωγής για να διασφαλιστεί και να βελτιωθεί η καθαρότητα των πρώτων υλών.
Η πυριμαχία δεν είναι μια απόλυτη φυσική ποσότητα ειδική για μια ουσία, αλλά ένας σχετικός τεχνικός δείκτης όταν ένα υλικό φτάνει σε έναν συγκεκριμένο βαθμό μαλάκυνσης που μετριέται υπό συγκεκριμένες συνθήκες δοκιμής. Το υλικό δοκιμής κατασκευάζεται σε έναν κόλουρο τριγωνικό κώνο (που αναφέρεται ως κώνος δοκιμής) σύμφωνα με την προβλεπόμενη μέθοδο και σε έναν τυπικό κόλουρο τριγωνικό κώνο (που αναφέρεται ως τυπικός κώνος) με σταθερή θερμοκρασία κάμψης σε συγκεκριμένο ρυθμό θέρμανσης. Η θέρμανση και η πυριμαχία προσδιορίζονται συγκρίνοντας τον βαθμό κάμψης του κώνου δοκιμής με τον βαθμό κάμψης του τυπικού κώνου. Το κάτω μέρος του κόλουρου τριγωνικού κώνου έχει μήκος 8 mm σε κάθε πλευρά, το άνω μέρος είναι 2 mm σε κάθε πλευρά και το ύψος είναι 30 mm. Κατά τη διάρκεια της μέτρησης, μια υγρή φάση μπορεί να εμφανιστεί στην πυραμίδα σε υψηλή θερμοκρασία. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, η ποσότητα της υγρής φάσης αυξάνεται, το ιξώδες της υγρής φάσης μειώνεται και ο κώνος μαλακώνει. Όταν η μαλάκυνση φτάσει σε ένα ορισμένο επίπεδο, ο κώνος σταδιακά κάμπτεται λόγω του δικού του βάρους. Όταν ο κώνος δοκιμής και ο πρότυπος κώνος κάμπτονται ταυτόχρονα μέχρι η κορυφή τους να έρθει σε επαφή με το πλαίσιο, η προσδιοριζόμενη θερμοκρασία κάμψης του πρότυπου κώνου θα υπερισχύει ως η πυρίμαχη ικανότητα του κώνου δοκιμής.
Γνωστό επίσης ως σημείο μαλάκυνσης πυρίμαχου υλικού υπό φορτίο ή θερμοκρασία παραμόρφωσης πυρίμαχου υλικού υπό φορτίο, υποδεικνύει την αντίσταση του πυρίμαχου υλικού στη συνδυασμένη δράση υψηλής θερμοκρασίας και φορτίου υπό σταθερό φορτίο ή το εύρος θερμοκρασίας στο οποίο το πυρίμαχο υλικό παρουσιάζει εμφανή πλαστική παραμόρφωση. Η μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας του πυρίμαχου υλικού μπορεί να συναχθεί από τη θερμοκρασία μαλάκυνσης υπό φορτίο. Η θερμοκρασία μαλάκυνσης υπό φορτίο αντιπροσωπεύει τη δομική αντοχή του πυρίμαχου υλικού υπό παρόμοιες συνθήκες χρήσης και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως βάση για τον προσδιορισμό της μέγιστης θερμοκρασίας λειτουργίας του πυρίμαχου υλικού.
Ο κύριος παράγοντας που καθορίζει τη θερμοκρασία μαλάκυνσης υπό φορτίο είναι η χημική ορυκτή σύνθεση του υλικού, η οποία σχετίζεται επίσης άμεσα με τη διαδικασία παραγωγής του υλικού. Η θερμοκρασία σύντηξης του υλικού έχει μεγάλη επίδραση στη θερμοκρασία παραμόρφωσης μαλάκυνσης υπό φορτίο. Εάν η θερμοκρασία σύντηξης αυξηθεί κατάλληλα, η αρχική θερμοκρασία παραμόρφωσης θα αυξηθεί λόγω της μείωσης του πορώδους, της ανάπτυξης κρυστάλλων και της καλής σύνδεσης. Η βελτίωση της καθαρότητας των πρώτων υλών και η μείωση της περιεκτικότητας σε χαμηλή τήξη ή διαλύτη θα αυξήσει τη θερμοκρασία παραμόρφωσης μαλάκυνσης υπό φορτίο. Για παράδειγμα, το οξείδιο του νατρίου στα τούβλα αργίλου και η αλουμίνα στα τούβλα πυριτίου είναι όλα επιβλαβή οξείδια.
(3) Σταθερότητα όγκου πυρίμαχων υλικών σε υψηλές θερμοκρασίες
Υπό την επίδραση υψηλής θερμοκρασίας για μεγάλο χρονικό διάστημα, το πυρίμαχο υλικό προκαλεί διαστολή όγκου, η οποία ονομάζεται υπολειμματική διαστολή. Το μέγεθος της υπολειμματικής διαστολής (παραμόρφωσης) του πυρίμαχου υλικού αντανακλά την ποιότητα της σταθερότητας όγκου σε υψηλή θερμοκρασία. Όσο μικρότερη είναι η υπολειμματική παραμόρφωση, τόσο καλύτερη είναι η σταθερότητα όγκου· αντίθετα, όσο χειρότερη είναι η σταθερότητα όγκου, τόσο πιο εύκολο είναι να προκληθεί παραμόρφωση ή ζημιά στην τοιχοποιία.
Η αλλαγή της γραμμής επανακαύσης χρησιμοποιείται συχνά για να κριθεί η σταθερότητα του υλικού σε υψηλή θερμοκρασία, η οποία αποτελεί σημαντικό δείκτη για την αξιολόγηση της ποιότητας του υλικού.
Τα περισσότερα πυρίμαχα υλικά συρρικνώνονται υπό την επίδραση υψηλής θερμοκρασίας. Κατά την επαναπύρωση, τα περισσότερα πυρίμαχα υλικά συρρικνώνονται, κυρίως επειδή η υγρή φάση που παράγεται από το υλικό σε υψηλή θερμοκρασία θα γεμίσει τους πόρους, έτσι ώστε τα σωματίδια να σφίγγονται και να τραβιούνται περαιτέρω. Πιο πρόσφατα, συνέβη ανακρυστάλλωση, οδηγώντας σε περαιτέρω πύκνωση του υλικού. Υπάρχουν επίσης μερικά υλικά που διαστέλλονται κατά την επαναπύρωση. Για παράδειγμα, τα τούβλα πυριτίου διαστέλλονται λόγω πολυκρυσταλλικού μετασχηματισμού κατά τη χρήση. Αυτό συμβαίνει επειδή ο μη μετατρεπόμενος χαλαζίας των τούβλων πυριτίου θα συνεχίσει να μετασχηματίζεται σε τριδυμίτη ή τετράγωνο σε υψηλή θερμοκρασία. Ο χαλαζίας, ο οποίος διαστέλλεται σε όγκο, είναι περίπου 10% μη μετατρεπόμενος στα τούβλα πυριτίου. Προκειμένου να μειωθεί η συρρίκνωση και η διαστολή του υλικού κατά την επαναπύρωση, είναι αποτελεσματικό να αυξηθεί κατάλληλα η θερμοκρασία ψησίματος και να παραταθεί ο χρόνος συγκράτησης, αλλά δεν πρέπει να είναι πολύ υψηλή, διαφορετικά θα προκαλέσει υαλοποίηση της δομής του υλικού και θα μειώσει τη σταθερότητα του θερμικού σοκ. Λόγω της διαστολής των σωματιδίων χαλαζία στο υλικό κατά την ψησίματα και τη χρήση, η οποία αντισταθμίζει τη συρρίκνωση του πηλού, η αλλαγή όγκου των ημι-πυριτικών τούβλων είναι μικρή και ορισμένα από αυτά είναι ελαφρώς διασταλμένα.
(4) Σταθερότητα σε θερμικό σοκ
Η ικανότητα των πυρίμαχων υλικών να αντιστέκονται σε γρήγορες μεταβολές της θερμοκρασίας χωρίς καταστροφή ονομάζεται σταθερότητα σε θερμικό σοκ. Αυτή η ιδιότητα είναι επίσης γνωστή ως αντοχή σε θερμικό σοκ ή αντίσταση σε θερμικό σοκ.
Ο κύριος παράγοντας που επηρεάζει τον δείκτη σταθερότητας σε θερμικό σοκ του υλικού είναι οι φυσικές ιδιότητες του υλικού, όπως η θερμική διαστολή, η θερμική αγωγιμότητα κ.λπ. Γενικά, όσο υψηλότερος είναι ο ρυθμός γραμμικής διαστολής του υλικού, τόσο χειρότερη είναι η σταθερότητα σε θερμικό σοκ. Όσο υψηλότερη είναι η θερμική αγωγιμότητα του υλικού, τόσο καλύτερη είναι η σταθερότητα σε θερμικό σοκ. Επιπλέον, η μικροδομή, η σύνθεση των σωματιδίων και το σχήμα του πυρίμαχου υλικού επηρεάζουν τη σταθερότητα σε θερμικό σοκ.
Ώρα δημοσίευσης: 15 Ιουλίου 2022