什么是抗热振稳定性?有什么特点

匿名用户 | 2017-05-23 08:19
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（共1个回答）
  • 指材料在承受急剧温度变化时,评价其抗破损能力的重要指标.si3N.各测试值之间越接近,精密度就越高.反之,精密度就越低抵抗损伤的能力.曾称热稳定性,热震稳定性,抗热冲击性,抗温度急变性,耐急冷急热性等.
    衬火材并在低温和中温下是脆性材料,缺乏延性,在热工设备使用中,常常受到急剧的温度变化,导致损伤.抗热震性是耐火材料重要的使用性能之一.抗热震性机理材料的抗热震性,是其力学性能与热学性能在温度变化条件下的综合表现.材料遭受的急剧温度变化,称为热震.
    材料在热震中产生的新裂纹,以及新裂纹与原有裂纹扩展造成的开裂、剥落、断裂等状况,称为热震损伤.热震损伤是热应力作用的结果.材料在温度变化时,变形受到抑制所产生的应力为热应力.线脚胀来数不同的多相物体在温度变化时,均匀热膨胀的物体受到温度梯度作用时,以及相变时,都会产生热应力.热应力与材料的弹性模贡及弹性应变成正比,而弹性应变等于线膨胀系数和温度变化的乘积.
    理论上,对陶瓷与耐火材料处于脆性阶段的抗热震性已提出两种互补的分析.一种是热弹性理论,认为材料受到的热应力超过材料的极限强度时,导致瞬时断裂,即所谓的“热震断裂”.金格里(W.D.Kingery)根据不同的热震条件,导出“抗热展断裂参数”R,侧和R”表达式.
    为避免热展断裂的发生,要求具有较高的强度、热导率或热扩散率,以及低的线膨胀系数和弹性模量.另一种是能量理论,认为材料中不可避免地存在着或大或小数量不等的微裂纹,材料的热震损伤是裂纹扩展的结果.哈塞曼(D.P.H.Hasselman)用断裂力学中的能量平衡原理分析热应力引起的裂纹扩展,适用于比较G不同材料的杭热震性)1式中G为断裂能.对多数耐火材料,为减小热震裂纹5扩展的程度,要求具有较高的断裂功和弹性模量,较低月的强度.在此,对弹性模量和强度的婪求,刚好与为避另免热震断裂发生的要求相反.海塞曼还提出一种热震断裂发生与裂纹扩展的统一理论,所命名的参数为“热本应力裂纹稳定性参数”
    于材料的组成和结构不同,热震条件不同,表征抗热震性的参数也不同,因此,不能随意选用.、改善抗热震性的途径首先,应从显微结构出发,门使其具有低的线膨胀系数和弹性模量,高的断裂功和热导率.这可采取向基体中引入第2相或第2种材料等措施实现,例如,向材料中引入线膨胀系数低的尖晶石(如镁铝砖、镁铬砖)、加入热导率高而线膨胀系数和弹性模量低的石墨(如MgO一C系、Mgo一Cao一C系、A1203一C系制品);利用氧化错的相变增韧,往氧化铝、莫来石等基体中加入氧化错;利用纤维增强,往耐火浇注料中加入钢纤维或耐火纤维.其次,应考虑制品的大小和形状.制品小,形状简单,抗热震性相对好些.抗热震性试验是评价试样经受1次或多次温度急剧变化的损伤程度.表征抗热震性,需要两个要素:试样经受的热循环和评价其热震损伤程度所用的方法.试样经受的每一热循环,包括两个阶段.在第1个阶段,整个试样或只其1部分(例如一个面)加热到初始温度T..
    在此加热期间,加热速率不导致过大的应力.热震是在由初始温度界迅速变为最终温度T‘的第2个阶段完成的.如界>Tf,热震由冷却完成;如不环境中自然冷却达到,或者通过鼓风冷却达到,或者通过在Tf温度下的水浴(或其他浴)中淬冷达到.在热震由加热完成的情况下,试样温度由T‘迅速变为Tf,可将试样移至高温炉实现.评价热震损伤程度所用的方法,通常是测量热震后试样的保持强度.但强度这一参数的统计偏差较大.其他评价方法有外观检查、质量损失、弹性模量变化、声发射等
    .标准试验方法如下:(1)中国的直形砖水淬冷法(YB376).直形砖((200~230mm)X(100~150爪m)K(50~loomm”的受热端面伸入到预热至11.℃的炉内50mm,保持20min,接着在室温水中淬冷3min,然后干燥.用受热端面破损一半的热循环次数表征其抗热震性.(2)中国的长条试样试验法(YB4018).长条试样(23ommx114mmx31mm或230mmX65mmX31mm)以一个面(23omm只3lmm)为受热面,在均热板上自室温以规定的速率加热至1000℃,保持30min,然后置于空气中淬冷.以热震前、后抗折强度变化百分率评价其损伤程度.(3)美国的镶板试验法(ASTMC38).试验砖盛砌成的边长不小于46Omm的正方形镶板,预热24h,冷却,然后按要求的次数在炉子和喷水雾的鼓风机之间经受热循环,以质量损失与外观检查评价其热震损伤程度.(4)美国的长条试样试验法(ASTMCll00).长条试样(长度为228mm的直砖、薄片砖、条等)横跨燃气烧嘴.从点火开始,加热15min,热面温度为816~1093℃,然后关闭燎气,通过烧嘴鼓风冷却15min.循环5次.以试样热震前后的弹性模量、声速或抗折强度变化百分率,评价其损伤程度.(5)欧洲耐火材料生产者联合会的圆柱体试样水淬冷法(PRE/RS一1).圆柱体试样(直径50om,高SOmm)于950℃炉中加热15min,接着在室温水中淬冷3min,之后干燥.用导致断裂的热循环次数表征其抗热震性.(6)欧洲耐火材料生产者联合会的梭柱体试样空一气淬冷法(PRE/RS一2).棱柱体试样(114mm火石4mmX64mm)加热至95oaC,保持45min,然后置于铁板上,用一股压缩空气喷射smin,之后经受.,3MPa的弯曲应力,当试样断裂时,试验结束,否则,重复热循环,直至断裂或30次为止.(7)英国的小梭柱体试样试验法(BS1902:5.11).小棱柱体试样(75mmX50mmX50mm)置于冷炉内,以恒定的速率加热到450℃(硅砖)或1000℃或1200℃(其他材料),在该温度下保持30而n,之后经受空气冷却和加热循环,每次20min.每一循环后,经受固定的弯曲应力,循环重复至断裂或30次为止.
    匿名用户 | 2017-05-23 08:19

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