Lietojot ugunsizturīgos materiālus, tie viegli kūst un mīkstina fizikālu, ķīmisku, mehānisku un citu iedarbību augstā temperatūrā (parasti 1000–1800 °C), vai erozijas ietekmē, vai saplaisā un sabojājas, kas pārtrauc darbību. Piesārņots materiāls. Tāpēc ugunsizturīgajam materiālam ir jābūt īpašībām, kas var pielāgoties dažādiem darbības apstākļiem. Tālāk ir norādīti 4 rādītāji, kas nosaka ugunsizturīgo materiālu veiktspēju augstā temperatūrā:
(1) Ugunsizturība
Ugunsizturība attiecas uz temperatūru, kurā materiāls sasniedz noteiktu mīkstināšanas pakāpi augstas temperatūras ietekmē, un raksturo materiāla veiktspēju pret augstas temperatūras iedarbību. Ugunsizturība ir pamats, lai spriestu, vai materiālu var izmantot kā ugunsizturīgu. Starptautiskā standartizācijas organizācija nosaka, ka neorganiskie nemetāliskie materiāli, kuru ugunsizturība pārsniedz 1500 ℃, ir ugunsizturīgi materiāli. Tas atšķiras no materiāla kušanas temperatūras un ir visaptveroša daudzfāzu cietvielu maisījuma izpausme, kas sastāv no dažādiem minerāliem.
Būtiskākais faktors, kas nosaka ugunsizturību, ir materiāla ķīmiskais minerālais sastāvs un sadalījums. Dažādi piemaisījumu komponenti, īpaši tie, kuriem ir spēcīga šķīdinātāja iedarbība, ievērojami samazinās materiāla ugunsizturību. Tāpēc ražošanas procesā jāapsver atbilstoši pasākumi, lai nodrošinātu un uzlabotu izejvielu tīrību.
Ugunsizturība nav absolūts vielai raksturīgs fizikāls lielums, bet gan relatīvs tehniskais rādītājs, kad materiāls sasniedz noteiktu mīkstināšanas pakāpi, ko mēra īpašos testa apstākļos. No testa materiāla saskaņā ar noteikto metodi veido nošķeltu trīsstūrveida konusu (sauktu par testa konusu) un standarta nošķeltu trīsstūrveida konusu (sauktu par standarta konusu) ar fiksētu lieces temperatūru ar noteiktu sildīšanas ātrumu. Sildīšana, un ugunsizturību nosaka, salīdzinot testa konusa lieces pakāpi ar standarta konusa lieces pakāpi. Nogrieztā trīsstūrveida konusa apakšējā apakšdaļa ir 8 mm gara katrā pusē, augšējā apakšdaļa ir 2 mm katrā pusē un augstums ir 30 mm. Mērīšanas laikā augstā temperatūrā piramīdā var parādīties šķidrā fāze. Paaugstinoties temperatūrai, palielinās šķidrās fāzes daudzums, samazinās šķidrās fāzes viskozitāte, un konuss mīkstina. Kad mīkstināšana sasniedz noteiktu līmeni, konuss pakāpeniski izliecas sava svara dēļ. Ja testa konuss un standarta konuss ir saliekti vienlaikus, līdz to virsotne saskaras ar šasiju, standarta konusa noteiktā lieces temperatūra ir noteicošā kā testa konusa ugunsizturība.
Pazīstams arī kā ugunsizturīgo materiālu mīkstināšanas punkts slodzes laikā vai ugunsizturīgā materiāla deformācijas temperatūra slodzes apstākļos, tas norāda uz ugunsizturīgo materiālu pretestību augstas temperatūras un slodzes kombinētai darbībai nemainīgas slodzes apstākļos vai temperatūras diapazonu, kurā ugunsizturīgajiem materiāliem ir acīmredzama plastiskā deformācija. Ugunsizturīgā materiāla maksimālo ekspluatācijas temperatūru var secināt no mīkstināšanas temperatūras slodzes laikā. Mīkstināšanas temperatūra zem slodzes atspoguļo ugunsizturīgā materiāla strukturālo izturību līdzīgos lietošanas apstākļos, un to var izmantot par pamatu, lai noteiktu ugunsizturīgā materiāla maksimālo ekspluatācijas temperatūru.
Galvenais faktors, kas nosaka mīkstināšanas temperatūru zem slodzes, ir materiāla ķīmiskais minerālais sastāvs, kas arī ir tieši saistīts ar materiāla ražošanas procesu. Materiāla saķepināšanas temperatūrai ir liela ietekme uz mīkstināšanas deformācijas temperatūru pie slodzes. Ja saķepināšanas temperatūra tiek atbilstoši paaugstināta, deformācijas sākuma temperatūra tiks paaugstināta porainības samazināšanās, kristālu augšanas un labas saķeres dēļ. Izejvielu tīrības uzlabošana un zemas kausējuma vai šķīdinātāja satura samazināšana palielinās mīkstināšanas deformācijas temperatūru zem slodzes. Piemēram, nātrija oksīds māla ķieģeļos un alumīnija oksīds silīcija dioksīda ķieģeļos ir kaitīgi oksīdi.
(3) Ugunsizturīgu materiālu tilpuma stabilitāte augstā temperatūrā
Ilgstoši augstas temperatūras iedarbībā ugunsizturīgais materiāls rada tilpuma palielināšanos, ko sauc par atlikušo izplešanos. Ugunsizturīgā materiāla atlikušās izplešanās (deformācijas) lielums atspoguļo augstas temperatūras tilpuma stabilitātes kvalitāti. Jo mazāka ir atlikušā deformācija, jo labāka ir tilpuma stabilitāte; gluži otrādi, jo sliktāka tilpuma stabilitāte, jo vieglāk var izraisīt mūra deformāciju vai bojājumus.
Pārdedzināšanas līnijas maiņa bieži tiek izmantota, lai spriestu par materiāla augstas temperatūras tilpuma stabilitāti, kas ir svarīgs rādītājs materiāla kvalitātes novērtēšanai.
Lielākā daļa ugunsizturīgo materiālu saruks augstas temperatūras ietekmē. Atjaunošanas laikā lielākā daļa ugunsizturīgo materiālu saruks, galvenokārt tāpēc, ka šķidrā fāze, ko materiāls rada augstā temperatūrā, aizpildīs poras, tādējādi daļiņas tiek vēl vairāk pievilktas un izvilktas. Pavisam nesen notika pārkristalizācija, kas noveda pie materiāla tālākas blīvēšanas. Ir arī daži materiāli, kas izplešas pārstrādes laikā. Piemēram, silīcija ķieģelis izplešas, pateicoties polikristāliskai transformācijai lietošanas laikā. Tas ir tāpēc, ka nepārveidotais silīcija ķieģeļu kvarcs augstā temperatūrā turpinās pārveidoties par tridimītu vai kvadrātu. Kvarcs, kas izplešas pēc tilpuma, ir aptuveni 10% nepārveidots silīcija dioksīda ķieģeļos. Lai samazinātu atkārtotas apdedzināšanas saraušanos un materiāla izplešanos, ir efektīvi atbilstoši paaugstināt apdedzināšanas temperatūru un pagarināt noturēšanas laiku, taču tai nevajadzētu būt pārāk augstam, pretējā gadījumā tas izraisīs materiāla struktūras stiklošanos un samazinās. termiskā trieciena stabilitāte. Sakarā ar kvarca daļiņu izplešanos materiālā apdedzināšanas un lietošanas laikā, kas kompensē māla saraušanos, pussilīcija ķieģeļu tilpuma izmaiņas ir nelielas, un daži no tiem ir nedaudz paplašināti.
(4) Termiskā trieciena stabilitāte
Ugunsizturīgo vielu spēju pretoties straujām temperatūras izmaiņām bez iznīcināšanas sauc par termiskā šoka stabilitāti. Šis īpašums ir pazīstams arī kā termiskā trieciena pretestība vai termiskā trieciena izturība.
Galvenais faktors, kas ietekmē materiāla termiskā trieciena stabilitātes indeksu, ir materiāla fizikālās īpašības, piemēram, siltuma izplešanās, siltumvadītspēja un tā tālāk. Vispārīgi runājot, jo augstāks ir materiāla lineārās izplešanās ātrums, jo sliktāka ir termiskā trieciena stabilitāte; jo augstāka materiāla siltumvadītspēja, jo labāka ir termiskā trieciena stabilitāte. Turklāt ugunsizturīgā materiāla mikrostruktūra, daļiņu sastāvs un forma ietekmē termiskā trieciena stabilitāti.
Publicēšanas laiks: 15. jūlijs 2022