در حین استفاده از مواد نسوز، آنها به راحتی در اثر اثرات فیزیکی، شیمیایی، مکانیکی و سایر اثرات در دمای بالا (عموماً 1000 تا 1800 درجه سانتیگراد) ذوب و نرم میشوند، یا در اثر فرسایش فرسوده میشوند، یا ترک میخورند و آسیب میبینند که باعث اختلال در عملکرد میشود. مواد آلوده. بنابراین، لازم است که مواد نسوز دارای خواصی باشند که بتوانند با شرایط عملیاتی مختلف سازگار شوند. در زیر 4 شاخص وجود دارد که عملکرد دمای بالای مواد نسوز را تعیین میکند:
(1) نسوز
دیرگدازی به دمایی اشاره دارد که در آن یک ماده تحت تأثیر دمای بالا به درجه خاصی از نرم شدن میرسد و عملکرد ماده را در برابر تأثیر دمای بالا مشخص میکند. دیرگدازی مبنای قضاوت در مورد استفاده از یک ماده به عنوان دیرگداز است. سازمان بینالمللی استاندارد تصریح میکند که مواد غیرفلزی معدنی با دیرگدازی بالای ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد، مواد دیرگداز هستند. این با نقطه ذوب ماده متفاوت است و بیان جامعی از مخلوط جامدات چند فازی متشکل از مواد معدنی مختلف است.
اساسیترین عاملی که میزان دیرگدازی را تعیین میکند، ترکیب شیمیایی مواد معدنی و توزیع آنها است. اجزای ناخالصی مختلف، به ویژه آنهایی که اثرات حلالی قوی دارند، به طور جدی دیرگدازی ماده را کاهش میدهند. بنابراین، باید در فرآیند تولید اقدامات مناسبی برای اطمینان و بهبود خلوص مواد اولیه در نظر گرفته شود.
دیرگدازی یک کمیت فیزیکی مطلق مختص به یک ماده نیست، بلکه یک شاخص فنی نسبی است که وقتی یک ماده به درجه نرم شدن خاصی میرسد، تحت شرایط آزمایش خاص اندازهگیری میشود. ماده مورد آزمایش طبق روش تعیینشده به یک مخروط مثلثی ناقص (که به عنوان مخروط آزمایش شناخته میشود) و یک مخروط مثلثی ناقص استاندارد (که به عنوان مخروط استاندارد شناخته میشود) با دمای خمش ثابت در یک نرخ گرمایش خاص تبدیل میشود. گرمایش و دیرگدازی با مقایسه درجه خمش مخروط آزمایش با درجه خمش مخروط استاندارد تعیین میشود. کف پایینی مخروط مثلثی ناقص در هر طرف 8 میلیمتر، کف بالایی در هر طرف 2 میلیمتر و ارتفاع 30 میلیمتر است. در طول اندازهگیری، ممکن است در دمای بالا یک فاز مایع در هرم ظاهر شود. با افزایش دما، مقدار فاز مایع افزایش مییابد، ویسکوزیته فاز مایع کاهش مییابد و مخروط نرم میشود. هنگامی که نرم شدن به سطح خاصی میرسد، مخروط به دلیل وزن خود به تدریج خم میشود. هنگامی که مخروط آزمایش و مخروط استاندارد به طور همزمان خم میشوند تا نوک آنها با شاسی تماس پیدا کند، دمای خمش تعیین شده مخروط استاندارد به عنوان میزان دیرگدازی مخروط آزمایش در نظر گرفته میشود.
همچنین به عنوان نقطه نرم شدن دیرگداز تحت بار یا دمای تغییر شکل دیرگداز تحت بار شناخته میشود، که نشان دهنده مقاومت دیرگداز در برابر اثر ترکیبی دمای بالا و بار تحت بار ثابت یا محدوده دمایی است که در آن دیرگداز تغییر شکل پلاستیک آشکاری از خود نشان میدهد. حداکثر دمای کارکرد دیرگداز را میتوان از دمای نرم شدن تحت بار استنباط کرد. دمای نرم شدن تحت بار نشان دهنده استحکام ساختاری دیرگداز در شرایط مشابه استفاده است و میتواند به عنوان مبنایی برای تعیین حداکثر دمای کارکرد دیرگداز مورد استفاده قرار گیرد.
عامل اصلی که دمای نرم شدن تحت بار را تعیین میکند، ترکیب شیمیایی معدنی ماده است که به طور مستقیم با فرآیند تولید ماده نیز مرتبط است. دمای پخت ماده تأثیر زیادی بر دمای تغییر شکل نرم شدن تحت بار دارد. اگر دمای پخت به طور مناسب افزایش یابد، دمای شروع تغییر شکل به دلیل کاهش تخلخل، رشد کریستالها و پیوند خوب افزایش مییابد. بهبود خلوص مواد اولیه و کاهش محتوای مذاب یا حلال کم، دمای تغییر شکل نرم شدن تحت بار را افزایش میدهد. به عنوان مثال، اکسید سدیم در آجرهای رسی و آلومینا در آجرهای سیلیسی، همگی اکسیدهای مضر هستند.
(3) پایداری حجمی مواد نسوز در دمای بالا
تحت تأثیر دمای بالا برای مدت طولانی، ماده نسوز انبساط حجمی ایجاد میکند که انبساط باقیمانده نامیده میشود. اندازه انبساط باقیمانده (تغییر شکل) ماده نسوز، کیفیت پایداری حجمی در دمای بالا را نشان میدهد. هرچه تغییر شکل باقیمانده کمتر باشد، پایداری حجمی بهتر است. برعکس، هرچه پایداری حجمی بدتر باشد، ایجاد تغییر شکل یا آسیب به مصالح ساختمانی آسانتر است.
تغییر خط سوختن مجدد اغلب برای قضاوت در مورد پایداری حجمی دمای بالای ماده استفاده میشود که شاخص مهمی برای ارزیابی کیفیت ماده است.
بیشتر مواد نسوز تحت تأثیر دمای بالا منقبض میشوند. در طول پخت مجدد، اکثر مواد نسوز منقبض میشوند، عمدتاً به این دلیل که فاز مایع تولید شده توسط ماده در دمای بالا، منافذ را پر میکند، به طوری که ذرات بیشتر سفت و کشیده میشوند. اخیراً، تبلور مجدد رخ داده است که منجر به تراکم بیشتر ماده میشود. همچنین تعداد کمی از مواد وجود دارند که در طول پخت مجدد منبسط میشوند. به عنوان مثال، آجر سیلیسی به دلیل تبدیل پلی کریستالی در طول استفاده منبسط میشود. این به این دلیل است که کوارتز تبدیل نشده آجر سیلیسی در دمای بالا همچنان به تریدیمیت یا مربع تبدیل میشود. کوارتز، که از نظر حجم منبسط میشود، در آجرهای سیلیسی حدود 10٪ تبدیل نشده است. به منظور کاهش انقباض و انبساط مواد در پخت مجدد، افزایش مناسب دمای پخت و طولانی کردن زمان نگهداری مؤثر است، اما نباید خیلی زیاد باشد، در غیر این صورت باعث شیشهای شدن ساختار ماده و کاهش پایداری شوک حرارتی میشود. به دلیل انبساط ذرات کوارتز در ماده در حین پخت و استفاده، که انقباض خاک رس را جبران میکند، تغییر حجم آجرهای نیمه سیلیسی اندک است و برخی از آنها کمی منبسط میشوند.
(4) پایداری در برابر شوک حرارتی
توانایی دیرگدازها در مقاومت در برابر تغییرات سریع دما بدون تخریب، پایداری در برابر شوک حرارتی نامیده میشود. این ویژگی همچنین به عنوان مقاومت در برابر شوک حرارتی یا مقاومت در برابر شوک حرارتی شناخته میشود.
عامل اصلی مؤثر بر شاخص پایداری شوک حرارتی ماده، خواص فیزیکی ماده مانند انبساط حرارتی، رسانایی حرارتی و غیره است. به طور کلی، هرچه نرخ انبساط خطی ماده بیشتر باشد، پایداری شوک حرارتی بدتر است؛ هرچه رسانایی حرارتی ماده بیشتر باشد، پایداری شوک حرارتی بهتر است. علاوه بر این، ریزساختار، ترکیب ذرات و شکل ماده نسوز همگی بر پایداری شوک حرارتی تأثیر میگذارند.
زمان ارسال: ۱۵ ژوئیه ۲۰۲۲