Ugunsizturīgo materiālu lietošanas laikā tie augstā temperatūrā (parasti 1000–1800 °C) viegli izkausējas un mīkstinās fizikālu, ķīmisku, mehānisku un citu ietekmju ietekmē, vai arī erozijas dēļ var saplaisāt un sabojāties, kas pārtrauc darbību. Piesārņots materiāls. Tāpēc ir nepieciešams, lai ugunsizturīgajam materiālam būtu īpašības, kas spēj pielāgoties dažādiem ekspluatācijas apstākļiem. Tālāk ir minēti 4 rādītāji, kas nosaka ugunsizturīgo materiālu veiktspēju augstā temperatūrā:
(1) Ugunsizturīgs
Ugunsizturība attiecas uz temperatūru, kurā materiāls augstas temperatūras ietekmē sasniedz noteiktu mīkstināšanas pakāpi, un raksturo materiāla izturību pret augstas temperatūras iedarbību. Ugunsizturība ir pamats, lai spriestu, vai materiālu var izmantot kā ugunsizturīgu materiālu. Starptautiskā standartizācijas organizācija nosaka, ka neorganiskie nemetāliskie materiāli ar ugunsizturību virs 1500 ℃ ir ugunsizturīgi materiāli. Tā atšķiras no materiāla kušanas temperatūras un ir visaptverošs daudzfāžu cietvielu maisījuma, kas sastāv no dažādiem minerāliem, apzīmējums.
Vissvarīgākais faktors, kas nosaka materiāla ugunsizturību, ir tā ķīmiskais minerālu sastāvs un sadalījums. Dažādi piemaisījumu komponenti, īpaši tie, kuriem ir spēcīga šķīdinātāja iedarbība, nopietni samazina materiāla ugunsizturību. Tāpēc ražošanas procesā jāveic atbilstoši pasākumi, lai nodrošinātu un uzlabotu izejvielu tīrību.
Ugunsizturība nav absolūts fizikāls lielums, kas raksturīgs konkrētai vielai, bet gan relatīvs tehnisks rādītājs, kad materiāls sasniedz noteiktu mīkstināšanas pakāpi, ko mēra noteiktos testa apstākļos. Testa materiāls tiek izgatavots nošķeltā trīsstūrveida konusā (saukts par testa konusu) saskaņā ar noteikto metodi un standarta nošķeltā trīsstūrveida konusā (saukts par standarta konusu) ar fiksētu lieces temperatūru pie noteikta sildīšanas ātruma. Sildot, ugunsizturību nosaka, salīdzinot testa konusa lieces pakāpi ar standarta konusa lieces pakāpi. Nošķeltā trīsstūrveida konusa apakšējā daļa ir 8 mm gara katrā pusē, augšējā daļa ir 2 mm katrā pusē un augstums ir 30 mm. Mērījuma laikā piramīdā augstā temperatūrā var parādīties šķidra fāze. Pieaugot temperatūrai, palielinās šķidrās fāzes daudzums, samazinās šķidrās fāzes viskozitāte un konuss mīkstina. Kad mīkstināšana sasniedz noteiktu līmeni, konuss pakāpeniski liecas sava svara ietekmē. Kad testa konuss un standarta konuss tiek vienlaikus saliekti, līdz to virsotne saskaras ar šasiju, noteiktā standarta konusa lieces temperatūra ir noteicošā kā testa konusa ugunsizturība.
To sauc arī par ugunsizturīgā materiāla mīkstināšanas punktu slodzes laikā vai ugunsizturīgā materiāla deformācijas temperatūru slodzes laikā, un tā norāda ugunsizturīgā materiāla izturību pret augstas temperatūras un slodzes kombinētu iedarbību pastāvīgā slodzē vai temperatūras diapazonu, kurā ugunsizturīgais materiāls uzrāda acīmredzamu plastisko deformāciju. Ugunsizturīgā materiāla maksimālo darba temperatūru var secināt no mīkstināšanas temperatūras slodzes laikā. Mīkstināšanas temperatūra slodzes laikā atspoguļo ugunsizturīgā materiāla strukturālo izturību līdzīgos lietošanas apstākļos un var tikt izmantota kā pamats ugunsizturīgā materiāla maksimālās darba temperatūras noteikšanai.
Galvenais faktors, kas nosaka mīkstināšanas temperatūru slodzes laikā, ir materiāla ķīmiskais minerālu sastāvs, kas ir tieši saistīts arī ar materiāla ražošanas procesu. Materiāla saķepināšanas temperatūrai ir liela ietekme uz mīkstināšanas deformācijas temperatūru slodzes laikā. Ja saķepināšanas temperatūra tiek atbilstoši palielināta, sākotnējā deformācijas temperatūra palielināsies porainības samazināšanās, kristālu augšanas un labas saķeres dēļ. Izejvielu tīrības uzlabošana un zemas kušanas temperatūras vai šķīdinātāja satura samazināšana palielinās mīkstināšanas deformācijas temperatūru slodzes laikā. Piemēram, nātrija oksīds māla ķieģeļos un alumīnija oksīds silīcija dioksīda ķieģeļos ir kaitīgi oksīdi.
(3) Ugunsizturīgu materiālu tilpuma stabilitāte augstā temperatūrā
Ilgstoši iedarbojoties augstai temperatūrai, ugunsizturīgais materiāls rada tilpuma izplešanos, ko sauc par atlikušo izplešanos. Ugunsizturīgā materiāla atlikušās izplešanās (deformācijas) lielums atspoguļo tā tilpuma stabilitātes kvalitāti augstā temperatūrā. Jo mazāka ir atlikušā deformācija, jo labāka ir tilpuma stabilitāte; gluži pretēji, jo sliktāka ir tilpuma stabilitāte, jo vieglāk ir izraisīt mūra deformāciju vai bojājumus.
Atkārtotas dedzināšanas līnijas izmaiņas bieži izmanto, lai novērtētu materiāla tilpuma stabilitāti augstā temperatūrā, kas ir svarīgs rādītājs materiāla kvalitātes novērtēšanai.
Lielākā daļa ugunsizturīgo materiālu augstas temperatūras ietekmē saraujas. Atkārtotas apdedzināšanas laikā lielākā daļa ugunsizturīgo materiālu saraujas, galvenokārt tāpēc, ka šķidrā fāze, ko materiāls rada augstā temperatūrā, piepilda poras, lai daļiņas vēl vairāk savilktos un izstieptos. Pavisam nesen ir notikusi pārkristalizācija, kas noved pie materiāla turpmākas sablīvēšanās. Ir arī daži materiāli, kas atkārtotas apdedzināšanas laikā izplešas. Piemēram, silīcija ķieģelis lietošanas laikā izplešas polikristāliskas transformācijas dēļ. Tas ir tāpēc, ka silīcija ķieģeļu nepārveidotais kvarcs augstā temperatūrā turpina pārveidoties par tridimītu vai kvadrātu. Kvarcs, kura tilpums izplešas, silīcija ķieģeļos ir aptuveni 10% nepārveidots. Lai samazinātu materiāla atkārtotas apdedzināšanas saraušanos un izplešanos, ir efektīvi atbilstoši palielināt apdedzināšanas temperatūru un pagarināt turēšanas laiku, taču tai nevajadzētu būt pārāk augstai, pretējā gadījumā tas izraisīs materiāla struktūras vitrifikāciju un samazinās termiskā šoka stabilitāti. Kvarca daļiņu izplešanās materiālā apdedzināšanas un lietošanas laikā kompensē māla saraušanos, tāpēc pussilīcija ķieģeļu tilpuma izmaiņas ir nelielas, un daži no tiem ir nedaudz izpletušies.
(4) Termiskā šoka stabilitāte
Ugunsizturīgo materiālu spēju pretoties straujām temperatūras izmaiņām bez bojājumiem sauc par termiskā trieciena stabilitāti. Šo īpašību sauc arī par termisko triecienizturību vai termisko triecienu izturību.
Galvenais faktors, kas ietekmē materiāla termiskā trieciena stabilitātes indeksu, ir materiāla fizikālās īpašības, piemēram, termiskā izplešanās, siltumvadītspēja utt. Vispārīgi runājot, jo lielāks ir materiāla lineārās izplešanās ātrums, jo sliktāka ir termiskā trieciena stabilitāte; jo augstāka ir materiāla siltumvadītspēja, jo labāka ir termiskā trieciena stabilitāte. Turklāt ugunsizturīgā materiāla mikrostruktūra, daļiņu sastāvs un forma ietekmē termiskā trieciena stabilitāti.
Publicēšanas laiks: 2022. gada 15. jūlijs