Отқа төзімді материалдарды пайдалану кезінде олар жоғары температурада (әдетте 1000~1800 °C) физикалық, химиялық, механикалық және басқа да әсерлермен оңай балқиды және жұмсарады немесе эрозиямен эрозияға ұшырайды немесе жарықшақтанып, зақымдалады, бұл жұмысты үзеді. Ластанған материал. Сондықтан, отқа төзімді материалдың әртүрлі жұмыс жағдайларына бейімделе алатын қасиеттері болуы керек. Отқа төзімді материалдардың жоғары температуралық өнімділігін анықтайтын 4 көрсеткіш төменде келтірілген:
(1) Отқа төзімді
Отқа төзімділік дегеніміз материалдың жоғары температура әсерінен белгілі бір жұмсару дәрежесіне жететін температурасын білдіреді және материалдың жоғары температура әсеріне қарсы жұмысын сипаттайды. Отқа төзімділік материалды отқа төзімді материал ретінде пайдалануға болатындығын бағалаудың негізі болып табылады. Халықаралық стандарттау ұйымы отқа төзімділігі 1500 ℃-тан жоғары бейорганикалық металл емес материалдар отқа төзімді материалдар болып табылады деп белгілейді. Ол материалдың балқу температурасынан өзгеше және әртүрлі минералдардан тұратын көп фазалы қатты заттар қоспасының кешенді көрінісі болып табылады.
Отқа төзімділікті анықтайтын ең негізгі фактор - материалдың химиялық минералды құрамы мен таралуы. Әртүрлі қоспа компоненттері, әсіресе күшті еріткіш әсері барлары, материалдың отқа төзімділігін айтарлықтай төмендетеді. Сондықтан, шикізаттың тазалығын қамтамасыз ету және жақсарту үшін өндіріс процесінде тиісті шараларды қарастыру қажет.
Отқа төзімділік - затқа тән абсолютті физикалық шама емес, материал белгілі бір сынақ жағдайларында өлшенген белгілі бір жұмсару дәрежесіне жеткен кездегі салыстырмалы техникалық көрсеткіш. Сынақ материалы белгіленген әдіске сәйкес кесілген үшбұрышты конус (сынақ конусы деп аталады) және белгілі бір қыздыру жылдамдығында бекітілген иілу температурасы бар стандартты кесілген үшбұрышты конус (стандартты конус) түрінде жасалады. Қыздыру және отқа төзімділік сынақ конусының иілу дәрежесін стандартты конустың иілу дәрежесімен салыстыру арқылы анықталады. Кесілген үшбұрышты конустың төменгі түбінің әр жағында ұзындығы 8 мм, жоғарғы түбінің әр жағында 2 мм, ал биіктігі 30 мм. Өлшеу кезінде пирамидада жоғары температурада сұйық фаза пайда болуы мүмкін. Температура жоғарылаған сайын сұйық фазаның мөлшері артады, сұйық фазаның тұтқырлығы төмендейді және конус жұмсарады. Жұмсару белгілі бір деңгейге жеткенде, конус өз салмағына байланысты біртіндеп майысады. Сынақ конусы мен стандартты конус бір уақытта олардың ұшы шассиге тигенше майысқан кезде, стандартты конустың анықталған иілу температурасы сынақ конусының отқа төзімділігі ретінде басым болуы керек.
Жүктеме астындағы отқа төзімді материалдың жұмсару нүктесі немесе жүктеме астындағы отқа төзімді материалдың деформация температурасы деп те аталады, ол отқа төзімді материалдың тұрақты жүктеме астындағы жоғары температура мен жүктеменің бірлескен әсеріне төзімділігін немесе отқа төзімді материалдың айқын пластикалық деформацияны көрсететін температура диапазонын көрсетеді. Отқа төзімді материалдың максималды қызмет ету температурасын жүктеме астындағы жұмсарту температурасынан анықтауға болады. Жүктеме астындағы жұмсарту температурасы ұқсас пайдалану жағдайларындағы отқа төзімді материалдың құрылымдық беріктігін білдіреді және отқа төзімді материалдың максималды қызмет ету температурасын анықтау үшін негіз ретінде пайдаланылуы мүмкін.
Жүктеме астындағы жұмсарту температурасын анықтайтын негізгі фактор - материалдың химиялық минералды құрамы, ол материалды өндіру процесіне тікелей байланысты. Материалдың күйдіру температурасы жүктеме астындағы жұмсарту деформация температурасына үлкен әсер етеді. Егер күйдіру температурасы тиісті түрде көтерілсе, кеуектіліктің төмендеуіне, кристалдардың өсуіне және жақсы байланысқа байланысты бастапқы деформация температурасы артады. Шикізаттың тазалығын жақсарту және балқыған немесе еріткіштің мөлшерін азайту жүктеме астындағы жұмсарту деформация температурасын арттырады. Мысалы, саз кірпіштеріндегі натрий оксиді және кремний кірпіштеріндегі алюминий оксиді - бәрі зиянды оксидтер.
(3) Отқа төзімді материалдардың жоғары температуралық көлемдік тұрақтылығы
Ұзақ уақыт бойы жоғары температураның әсерінен отқа төзімді материал көлемдік кеңеюді тудырады, ол қалдық кеңею деп аталады. Отқа төзімді материалдың қалдық кеңеюінің (деформациясының) мөлшері жоғары температуралық көлемдік тұрақтылықтың сапасын көрсетеді. Қалдық деформация неғұрлым аз болса, көлемдік тұрақтылық соғұрлым жақсы болады; керісінше, көлемдік тұрақтылық неғұрлым нашар болса, қалаудың деформациясын немесе зақымдалуын тудыру соғұрлым оңай болады.
Қайта жану сызығының өзгеруі көбінесе материалдың жоғары температуралық көлемдік тұрақтылығын бағалау үшін қолданылады, бұл материалдың сапасын бағалаудың маңызды көрсеткіші болып табылады.
Көптеген отқа төзімді материалдар жоғары температураның әсерінен кішірейеді. Қайта жағу кезінде көптеген отқа төзімді материалдар кішірейеді, негізінен материалдың жоғары температурада пайда болған сұйық фазасы тесіктерді толтыратындықтан, бөлшектер одан әрі тартылып, тартылады. Жақында қайта кристалдану орын алды, бұл материалдың одан әрі тығыздалуына әкелді. Қайта жағу кезінде кеңейетін бірнеше материалдар да бар. Мысалы, кремнийлі кірпіш пайдалану кезінде поликристалды түрлендіруге байланысты кеңейеді. Себебі кремнийлі кірпіштің түрленбеген кварцы жоғары температурада тридимитке немесе шаршыға айнала береді. Көлемі бойынша кеңейетін кварц кремнийлі кірпіште шамамен 10% түрленбеген. Материалдың қайта жағу кезіндегі кішіреюі мен кеңеюін азайту үшін күйдіру температурасын тиісті түрде арттыру және ұстау уақытын ұзарту тиімді, бірақ ол тым жоғары болмауы керек, әйтпесе материал құрылымының шынылануына әкеледі және жылу соққысының тұрақтылығын төмендетеді. Күйдіру және пайдалану кезінде материалдағы кварц бөлшектерінің кеңеюіне байланысты, бұл саздың кішіреюін өтейді, жартылай кремнийлі кірпіштердің көлемінің өзгеруі аз, ал кейбіреулері аздап кеңейген.
(4) Термиялық соққының тұрақтылығы
Отқа төзімді материалдардың температураның тез өзгеруіне бұзылмай төтеп беру қабілеті термиялық соққыға төзімділік деп аталады. Бұл қасиет термиялық соққыға төзімділік немесе термиялық соққыға төзімділік деп те аталады.
Материалдың термиялық соққыға төзімділік индексіне әсер ететін негізгі фактор - материалдың физикалық қасиеттері, мысалы, жылу кеңеюі, жылу өткізгіштігі және т.б. Жалпы алғанда, материалдың сызықтық кеңею жылдамдығы неғұрлым жоғары болса, жылу соққысына төзімділік соғұрлым нашар болады; материалдың жылу өткізгіштігі неғұрлым жоғары болса, жылу соққысына төзімділік соғұрлым жақсы болады. Сонымен қатар, отқа төзімді материалдың микроқұрылымы, бөлшектердің құрамы және пішіні жылу соққысына төзімділікке әсер етеді.
Жарияланған уақыты: 2022 жылғы 15 шілде