Við notkun eldföstra efna bráðna þau auðveldlega og mýkjast vegna eðlisfræðilegra, efnafræðilegra, vélrænna og annarra áhrifa við hátt hitastig (almennt 1000~1800°C), eða þau rofna vegna rofs, eða sprunga og skemmast, sem truflar notkunina. Mengað efni. Þess vegna er krafist að eldföst efni hafi eiginleika sem geta aðlagað sig að ýmsum rekstrarskilyrðum. Eftirfarandi eru fjórir vísar sem ákvarða háhitaþol eldföstra efna:
(1) Eldfast efni
Eldfastleiki vísar til þess hitastigs þar sem efni nær ákveðnu mýkingarstigi við áhrif hás hita og einkennir frammistöðu efnisins gegn áhrifum hás hita. Eldfastleiki er grundvöllur mats á því hvort efni geti verið notað sem eldfast efni. Alþjóðastaðlasamtökin kveða á um að ólífræn, málmlaus efni með eldfastleika yfir 1500 ℃ séu eldföst efni. Það er frábrugðið bræðslumarki efnisins og er alhliða tjáning á blöndu af fjölþættum föstum efnum sem samanstanda af ýmsum steinefnum.
Grundvallarþátturinn sem ákvarðar eldföstleika er efnasamsetning steinefna og dreifing efnisins. Ýmis óhreinindi, sérstaklega þau sem hafa sterka leysiefnaáhrif, munu draga verulega úr eldföstleika efnisins. Því ætti að íhuga viðeigandi ráðstafanir í framleiðsluferlinu til að tryggja og bæta hreinleika hráefnanna.
Eldþol er ekki algild eðlisfræðileg stærð sem er sértæk fyrir efni, heldur afstæð tæknileg vísbending um hvenær efni nær ákveðnu mýkingarstigi, mælt við ákveðnar prófunaraðstæður. Prófunarefnið er búið til í styttan þríhyrningslaga keilu (kallað prófunarkeila) samkvæmt fyrirskipaðri aðferð, og staðlaðan styttan þríhyrningslaga keilu (kallað staðlað keila) með föstu beygjuhitastigi við ákveðinn hitunarhraða. Hitun og eldþol er ákvarðað með því að bera saman beygjustig prófunarkeilunnar við beygjustig staðlaða keilunnar. Neðri botn styttu þríhyrningslaga keilunnar er 8 mm langur á hvorri hlið, efri botninn er 2 mm á hvorri hlið og hæðin er 30 mm. Við mælingu getur vökvafasi myndast í pýramídanum við hátt hitastig. Þegar hitastigið hækkar eykst magn vökvafasa, seigja vökvafasans minnkar og keilan mýkist. Þegar mýkingin nær ákveðnu stigi beygist keilan smám saman vegna eigin þyngdar. Þegar prófunarkeilan og staðalkeilan eru beygð samtímis þar til toppur þeirra snertir undirvagninn, skal ákvarðaður beygjuhiti staðalkeilunnar ráða sem eldfastni prófunarkeilunnar.
Einnig þekkt sem mýkingarmark eldfösts efnis við álagi eða aflögunarhitastig eldfösts efnis við álagi, gefur það til kynna viðnám eldfösts efnis gegn samsettri áhrifum mikils hitastigs og álags við stöðugt álag eða hitastigsbilið þar sem eldföst efni sýnir greinilega plastaflögun. Hámarksnotkunarhitastig eldfösts efnis má álykta út frá mýkingarhitastiginu við álagi. Mýkingarhitastigið við álagi táknar burðarþol eldfösts efnis við svipaðar notkunarskilyrði og hægt er að nota það sem grundvöll til að ákvarða hámarksnotkunarhitastig eldfösts efnis.
Helsta þátturinn sem ræður mýkingarhitastigi við álag er efnasamsetning efnisins og steinefna, sem tengist einnig beint framleiðsluferli efnisins. Sinterunarhitastig efnisins hefur mikil áhrif á mýkingar- og aflögunarhitastig við álag. Ef sinterunarhitastigið er hækkað á viðeigandi hátt mun upphafs-aflögunarhitastigið aukast vegna minnkandi gegndræpis, vaxtar kristalla og góðrar límingu. Að bæta hreinleika hráefna og draga úr innihaldi lágbræðsluefna eða leysiefna mun auka mýkingar- og aflögunarhitastig við álag. Til dæmis eru natríumoxíð í leirsteinum og áloxíð í kísilsteinum öll skaðleg oxíð.
(3) Rúmmálsstöðugleiki eldföstra efna við háan hita
Undir áhrifum hás hita í langan tíma veldur eldfast efni rúmmálsþenslu, sem kallast leifarþensla. Stærð leifarþenslunnar (aflögunar) eldfasta efnisins endurspeglar gæði rúmmálsstöðugleika við hátt hitastig. Því minni sem leifarþensla er, því betri er rúmmálsstöðugleikinn; þvert á móti, því verri sem rúmmálsstöðugleikinn er, því auðveldara er að valda aflögun eða skemmdum á múrsteininum.
Breyting á endurbrennslulínunni er oft notuð til að meta stöðugleika efnisins við háan hita, sem er mikilvægur mælikvarði á gæði efnisins.
Flest eldföst efni dragast saman við áhrif hás hita. Við endurbrennslu dragast flest eldföst efni saman, aðallega vegna þess að fljótandi fasinn sem myndast við háan hita fyllir svitaholurnar, þannig að agnirnar herðast enn frekar og toga. Nýlega hefur endurkristöllun átt sér stað, sem leiðir til frekari þéttingar efnisins. Það eru einnig nokkur efni sem þenjast út við endurbrennslu. Til dæmis þenst kísilmúrsteinn út vegna fjölkristallaðrar umbreytingar við notkun. Þetta er vegna þess að óbreytt kvars í kísilmúrsteinum heldur áfram að umbreytast í trídýmít eða ferkantaða kvars við háan hita. Kvars, sem þenst út í rúmmáli, er um 10% óbreytt í kísilmúrsteinum. Til að draga úr rýrnun og þenslu efnisins við endurbrennslu er áhrifaríkt að auka brennsluhitastigið á viðeigandi hátt og lengja biðtímann, en það ætti ekki að vera of hátt, annars veldur það glermyndun efnisins og dregur úr stöðugleika hitaáfalls. Vegna þenslu kvarsagna í efninu við brennslu og notkun, sem vegur upp á móti rýrnun leirsins, er rúmmálsbreyting hálfkísilmúrsteina lítil og sumir þeirra þenjast lítillega út.
(4) Stöðugleiki hitaáfalls
Hæfni eldföstra efna til að standast hraðar hitabreytingar án þess að skemmast kallast hitastöðugleiki. Þessi eiginleiki er einnig þekktur sem hitaáfallsþol eða hitaáfallsþol.
Helsti þátturinn sem hefur áhrif á hitastöðugleikavísitölu efnisins eru eðliseiginleikar þess, svo sem hitaþensla, varmaleiðni og svo framvegis. Almennt séð, því hærri sem línuleg þensla efnisins er, því verri er hitastöðugleikinn; því hærri sem varmaleiðni efnisins er, því betri er hitastöðugleikinn. Að auki hafa örbygging, agnasamsetning og lögun eldfasta efnisins áhrif á hitastöðugleikann.
Birtingartími: 15. júlí 2022