Počas používania žiaruvzdorných materiálov sa tieto ľahko tavia a zmäkčujú fyzikálnymi, chemickými, mechanickými a inými vplyvmi pri vysokých teplotách (zvyčajne 1000 až 1800 °C), alebo sa eróziou erodujú, praskajú a poškodzujú, čo prerušuje prevádzku. Kontaminovaný materiál. Preto sa vyžaduje, aby žiaruvzdorný materiál mal vlastnosti, ktoré sa dokážu prispôsobiť rôznym prevádzkovým podmienkam. Nasledujú 4 ukazovatele, ktoré určujú výkon žiaruvzdorných materiálov pri vysokých teplotách:
(1) Žiaruvzdorné
Žiaruvzdornosť sa vzťahuje na teplotu, pri ktorej materiál dosiahne určitý stupeň zmäknutia pôsobením vysokej teploty a charakterizuje správanie materiálu pri pôsobení vysokej teploty. Žiaruvzdornosť je základom pre posúdenie, či sa materiál môže použiť ako žiaruvzdorný materiál. Medzinárodná organizácia pre normalizáciu stanovuje, že anorganické nekovové materiály so žiaruvzdornosťou nad 1500 ℃ sú žiaruvzdorné materiály. Líši sa od bodu topenia materiálu a je komplexným vyjadrením zmesi viacfázových pevných látok zložených z rôznych minerálov.
Najzákladnejším faktorom, ktorý určuje žiaruvzdornosť, je chemické minerálne zloženie a rozloženie materiálu. Rôzne nečistoty, najmä tie so silnými rozpúšťadlovými účinkami, výrazne znižujú žiaruvzdornosť materiálu. Preto by sa vo výrobnom procese mali zvážiť vhodné opatrenia na zabezpečenie a zlepšenie čistoty surovín.
Žiaruvzdornosť nie je absolútna fyzikálna veličina špecifická pre danú látku, ale relatívny technický ukazovateľ, kedy materiál dosiahne špecifický stupeň zmäkčenia meraný za špecifických testovacích podmienok. Testovaný materiál sa vytvorí do zrezaného trojuholníkového kužeľa (označovaného ako testovací kužeľ) podľa predpísanej metódy a štandardného zrezaného trojuholníkového kužeľa (označovaného ako štandardný kužeľ) s pevnou teplotou ohybu pri špecifickej rýchlosti ohrevu. Ohrev a žiaruvzdornosť sa určujú porovnaním stupňa ohybu testovacieho kužeľa so stupňom ohybu štandardného kužeľa. Spodná časť zrezaného trojuholníkového kužeľa má dĺžku 8 mm na každej strane, horná časť 2 mm na každej strane a výška je 30 mm. Počas merania sa v pyramíde môže objaviť kvapalná fáza pri vysokej teplote. S rastúcou teplotou sa množstvo kvapalnej fázy zvyšuje, viskozita kvapalnej fázy sa znižuje a kužeľ mäkne. Keď zmäkčenie dosiahne určitú úroveň, kužeľ sa postupne ohýba v dôsledku vlastnej hmotnosti. Keď sa testovací kužeľ a štandardný kužeľ ohnú súčasne, až kým sa ich vrchol nedotkne podvozku, ako žiaruvzdornosť testovacieho kužeľa sa použije určená teplota ohybu štandardného kužeľa.
Tiež známa ako bod mäknutia žiaruvzdorného materiálu pod zaťažením alebo teplota deformácie žiaruvzdorného materiálu pod zaťažením, udáva odolnosť žiaruvzdorného materiálu voči kombinovanému pôsobeniu vysokej teploty a zaťaženia pri konštantnom zaťažení alebo teplotný rozsah, v ktorom žiaruvzdorný materiál vykazuje zjavnú plastickú deformáciu. Maximálnu prevádzkovú teplotu žiaruvzdorného materiálu možno odvodiť z teploty mäknutia pod zaťažením. Teplota mäknutia pod zaťažením predstavuje štrukturálnu pevnosť žiaruvzdorného materiálu za podobných podmienok použitia a možno ju použiť ako základ na určenie maximálnej prevádzkovej teploty žiaruvzdorného materiálu.
Hlavným faktorom, ktorý určuje teplotu mäknutia pri zaťažení, je chemické minerálne zloženie materiálu, ktoré priamo súvisí aj s výrobným procesom materiálu. Teplota spekania materiálu má veľký vplyv na teplotu mäknutia pri deformácii pri zaťažení. Ak sa teplota spekania primerane zvýši, zvýši sa počiatočná teplota deformácie v dôsledku zníženia pórovitosti, rastu kryštálov a dobrej väzby. Zlepšenie čistoty surovín a zníženie obsahu nízkotavných látok alebo rozpúšťadiel zvýši teplotu mäknutia pri deformácii pri zaťažení. Napríklad oxid sodný v hlinených tehlách a oxid hlinitý v kremičitých tehlách sú škodlivé oxidy.
(3) Objemová stabilita žiaruvzdorných materiálov pri vysokých teplotách
Pri dlhodobom pôsobení vysokej teploty dochádza v žiaruvzdornom materiáli k objemovej expanzii, ktorá sa nazýva zvyšková expanzia. Veľkosť zvyškovej expanzie (deformácie) žiaruvzdorného materiálu odráža kvalitu objemovej stability pri vysokej teplote. Čím menšia je zvyšková deformácia, tým lepšia je objemová stabilita; naopak, čím horšia je objemová stabilita, tým ľahšie môže dôjsť k deformácii alebo poškodeniu muriva.
Zmena čiary opätovného spaľovania sa často používa na posúdenie objemovej stability materiálu pri vysokých teplotách, čo je dôležitý ukazovateľ pre hodnotenie kvality materiálu.
Väčšina žiaruvzdorných materiálov sa pôsobením vysokej teploty zmršťuje. Počas opätovného vypaľovania sa väčšina žiaruvzdorných materiálov zmršťuje, najmä preto, že kvapalná fáza vytvorená materiálom pri vysokej teplote vyplní póry, čím sa častice ďalej sťahujú a ťahajú. V poslednej dobe dochádza k rekryštalizácii, ktorá vedie k ďalšiemu zhusteniu materiálu. Existuje aj niekoľko materiálov, ktoré sa počas opätovného vypaľovania rozťahujú. Napríklad kremičité tehly sa počas používania rozťahujú v dôsledku polykryštalickej transformácie. Je to preto, že nepremenený kremeň kremičitých tehál sa pri vysokej teplote naďalej transformuje na tridymit alebo štvorcový tvar. Kremeň, ktorý zväčšuje svoj objem, je v kremičitých tehlách nepremenený asi na 10 %. Aby sa znížilo zmršťovanie a rozťahovanie materiálu pri opätovnom vypaľovaní, je účinné primerane zvýšiť teplotu vypaľovania a predĺžiť dobu výdrže, ale nemala by byť príliš vysoká, inak to spôsobí vitrifikáciu štruktúry materiálu a zníži stabilitu voči tepelnému šoku. V dôsledku rozťahovania kremenných častíc v materiáli počas vypaľovania a používania, ktoré kompenzuje zmršťovanie hliny, je zmena objemu polokremičitých tehál malá a niektoré z nich sa mierne rozťahujú.
(4) Stabilita voči tepelným šokom
Schopnosť žiaruvzdorných materiálov odolávať rýchlym zmenám teploty bez deštrukcie sa nazýva stabilita voči tepelnému šoku. Táto vlastnosť je tiež známa ako odolnosť voči tepelnému šoku alebo tepelná odolnosť.
Hlavným faktorom ovplyvňujúcim index tepelnej stability materiálu sú fyzikálne vlastnosti materiálu, ako je tepelná rozťažnosť, tepelná vodivosť atď. Vo všeobecnosti platí, že čím vyššia je lineárna rozťažnosť materiálu, tým horšia je tepelná stabilita; čím vyššia je tepelná vodivosť materiálu, tým lepšia je tepelná stabilita. Okrem toho majú na tepelnú stabilitu vplyv aj mikroštruktúra, zloženie častíc a tvar žiaruvzdorného materiálu.
Čas uverejnenia: 15. júla 2022