Keturi rodikliai, nustatantys ugniai atsparių medžiagų veikimą aukštoje temperatūroje

Naudojant ugniai atsparias medžiagas, jos lengvai tirpsta ir suminkštėja dėl fizinio, cheminio, mechaninio ir kitokio poveikio aukštoje temperatūroje (dažniausiai 1000–1800 °C) arba yra erozijos, įtrūkusios ir pažeistos, dėl ko nutrūksta veikimas. Užterštos medžiagos. Todėl reikalaujama, kad ugniai atspari medžiaga turėtų savybių, kurios galėtų prisitaikyti prie įvairių eksploatavimo sąlygų. Toliau pateikiami 4 rodikliai, nustatantys ugniai atsparių medžiagų veikimą aukštoje temperatūroje:

(1) Atsparumas ugniai

Atsparumas ugniai reiškia temperatūrą, kurioje medžiaga pasiekia tam tikrą minkštėjimo laipsnį veikiant aukštai temperatūrai, ir apibūdina medžiagos veiksmingumą prieš aukštą temperatūrą. Atsparumas ugniai yra pagrindas sprendžiant, ar medžiaga gali būti naudojama kaip ugniai atspari medžiaga. Tarptautinė standartizacijos organizacija nustato, kad neorganinės nemetalinės medžiagos, kurių atsparumas ugniai viršija 1500 ℃, yra ugniai atsparios medžiagos. Tai skiriasi nuo medžiagos lydymosi temperatūros ir yra visapusiška daugiafazių kietųjų medžiagų mišinio, sudaryto iš įvairių mineralų, išraiška.

Svarbiausias veiksnys, lemiantis atsparumą ugniai, yra cheminė mineralinė sudėtis ir medžiagos pasiskirstymas. Įvairūs priemaišų komponentai, ypač turintys stiprų tirpiklio poveikį, labai sumažins medžiagos atsparumą ugniai. Todėl gamybos procese reikėtų apsvarstyti tinkamas priemones žaliavų grynumui užtikrinti ir pagerinti.

Atsparumas ugniai yra ne absoliutus fizikinis medžiagos dydis, o santykinis techninis rodiklis, kai medžiaga pasiekia tam tikrą minkštėjimo laipsnį, išmatuotą konkrečiomis bandymo sąlygomis. Iš bandomosios medžiagos pagal nurodytą metodą gaminamas nupjautas trikampis kūgis (vadinamas kaip bandomasis kūgis) ir standartinis nupjautas trikampis kūgis (vadinamas standartiniu kūgiu) su fiksuota lenkimo temperatūra esant tam tikram kaitinimo greičiui. Įkaitimas, o atsparumas ugniai nustatomas lyginant bandomojo kūgio lenkimo laipsnį su standartinio kūgio lenkimo laipsniu. Apatinis nupjauto trikampio kūgio dugnas yra 8 mm ilgio iš abiejų pusių, viršutinis dugnas yra 2 mm iš abiejų pusių, o aukštis - 30 mm. Matuojant aukštoje temperatūroje piramidėje gali atsirasti skystoji fazė. Kylant temperatūrai, skystosios fazės kiekis didėja, skystosios fazės klampumas mažėja, kūgis minkštėja. Kai suminkštėjimas pasiekia tam tikrą lygį, kūgis palaipsniui linksta dėl savo svorio. Kai bandomasis kūgis ir standartinis kūgis lenkiami tuo pačiu metu, kol jų viršūnė liečiasi su važiuokle, nustatyta standartinio kūgio lenkimo temperatūra turi viršenybę kaip bandomojo kūgio atsparumą ugniai.

Taip pat žinomas kaip ugniai atsparios medžiagos minkštėjimo taškas veikiant apkrovai arba ugniai atsparios medžiagos deformacijos temperatūra veikiant apkrovai, jis rodo ugniai atsparių medžiagų atsparumą bendram aukštos temperatūros ir apkrovos poveikiui esant pastoviai apkrovai arba temperatūros diapazoną, kuriame ugniai atspari medžiaga pasižymi akivaizdžia plastine deformacija. Maksimali ugniai atsparios medžiagos eksploatavimo temperatūra gali būti nustatyta iš minkštėjimo temperatūros veikiant apkrovai. Minkštėjimo temperatūra veikiant apkrovai parodo ugniai atsparios medžiagos konstrukcinį stiprumą panašiomis naudojimo sąlygomis ir gali būti naudojama kaip pagrindas nustatant maksimalią ugniai atsparios medžiagos eksploatavimo temperatūrą.

Pagrindinis veiksnys, lemiantis minkštėjimo temperatūrą veikiant apkrovai, yra medžiagos cheminė mineralinė sudėtis, kuri taip pat yra tiesiogiai susijusi su medžiagos gamybos procesu. Didelę įtaką minkštėjimo deformacijos temperatūrai veikiant apkrovai turi medžiagos sukepinimo temperatūra. Tinkamai padidinus sukepinimo temperatūrą, pradinė deformacijos temperatūra padidės dėl poringumo sumažėjimo, kristalų augimo ir gero sukibimo. Pagerinus žaliavų grynumą ir sumažinus mažai lydalo ar tirpiklio kiekį, padidės minkštėjimo deformacijos temperatūra esant apkrovai. Pavyzdžiui, natrio oksidas molio plytose ir aliuminio oksidas silicio dioksido plytose yra kenksmingi oksidai.

(3) Ugniai atsparių medžiagų tūrio stabilumas aukštoje temperatūroje

Ilgą laiką veikiant aukštai temperatūrai, ugniai atspari medžiaga padidina tūrį, vadinamą likutiniu plėtimu. Ugniai atsparios medžiagos likutinio plėtimosi (deformacijos) dydis atspindi tūrio stabilumo aukštoje temperatūroje kokybę. Kuo mažesnė liekamoji deformacija, tuo geresnis tūrio stabilumas; priešingai, kuo prastesnis tūrio stabilumas, tuo lengviau deformuotis ar pažeisti mūrą.

Perdegimo linijos pakeitimas dažnai naudojamas siekiant įvertinti medžiagos tūrio stabilumą aukštoje temperatūroje, o tai yra svarbus rodiklis vertinant medžiagos kokybę.

Dauguma ugniai atsparių medžiagų susitrauks veikiant aukštai temperatūrai. Deginant dauguma ugniai atsparių medžiagų susitrauks, daugiausia todėl, kad aukštoje temperatūroje medžiagos susidaranti skystoji fazė užpildys poras, todėl dalelės dar labiau suveržiamos ir traukiamos. Neseniai įvyko perkristalizacija, dėl kurios medžiaga toliau tankėja. Taip pat yra keletas medžiagų, kurios plečiasi perdirbant. Pavyzdžiui, silicio plyta plečiasi dėl polikristalinės transformacijos naudojimo metu. Taip yra todėl, kad nekonvertuotas silicio plytų kvarcas aukštoje temperatūroje ir toliau virs tridimitu arba kvadratu. Kvarcas, kurio tūris plečiasi, yra apie 10% nekonvertuotas silicio plytose. Siekiant sumažinti pakartotinio degimo susitraukimą ir medžiagos išsiplėtimą, efektyvu tinkamai padidinti degimo temperatūrą ir pailginti laikymo laiką, tačiau ji neturėtų būti per didelė, kitaip sustiklės medžiagos struktūra ir sumažės. terminio šoko stabilumas. Dėl degimo ir naudojimo metu medžiagoje esančių kvarco dalelių išsiplėtimo, kuris atsveria molio susitraukimą, pusiau silikatinių plytų tūrio pokytis yra nedidelis, o kai kurios jų yra šiek tiek išsiplėtusios.

(4) Šiluminio smūgio stabilumas

Ugniai atsparių medžiagų gebėjimas atsispirti staigiems temperatūros pokyčiams be sunaikinimo vadinamas terminio šoko stabilumu. Ši savybė taip pat žinoma kaip atsparumas šiluminiam smūgiui arba atsparumas šiluminiam smūgiui.

Pagrindinis veiksnys, turintis įtakos medžiagos šiluminio smūgio stabilumo indeksui, yra fizinės medžiagos savybės, tokios kaip šilumos plėtimasis, šilumos laidumas ir pan. Paprastai tariant, kuo didesnis medžiagos linijinis plėtimosi greitis, tuo blogesnis šiluminio smūgio stabilumas; kuo didesnis medžiagos šilumos laidumas, tuo geresnis šiluminio smūgio stabilumas. Be to, ugniai atsparios medžiagos mikrostruktūra, dalelių sudėtis ir forma turi įtakos šiluminio šoko stabilumui.