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影響耐火澆注料高溫抗折強(qiáng)度的關(guān)鍵因素高溫強(qiáng)度是耐火澆注料的一個(gè)重要性能,它反映了材料在高溫作用下所能承受載荷能力的大小。耐火材料是砌筑高溫窯爐和熱工冶金設(shè)備的結(jié)構(gòu)材料,優(yōu)良的高溫強(qiáng)度得以保證由它構(gòu)成的爐體結(jié)構(gòu)在高溫下的穩(wěn)固和長(zhǎng)期的使用壽命。因此,對(duì)耐火澆注料而言除了考慮其常溫強(qiáng)度外,還應(yīng)評(píng)價(jià)高溫下的熱態(tài)強(qiáng)度。 耐火材料的工作環(huán)境要求其不僅在常溫下有好的力學(xué)性能,更希望其在高溫下有良好的力學(xué)性能,因此高溫抗折強(qiáng)度是耐火材料的重要性能指標(biāo)之一。材料的高溫力學(xué)性能主要依賴兩個(gè)因素: (1)玻璃基質(zhì)的數(shù)量和粘度(玻璃效應(yīng)); (2)晶體間的接觸或結(jié)合的程度和方式(結(jié)晶效應(yīng))。 高溫抗折強(qiáng)度是指材料在高溫下單位截面所能承受的極限彎曲應(yīng)力,它表征材料在高溫下抵抗彎矩的能力。耐火材料的高溫抗折強(qiáng)度與其實(shí)際使用密切相關(guān),是評(píng)價(jià)材料性能的重要指標(biāo),其大小取決于材料的化學(xué)和礦物組成、組織結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝,材料中的雜質(zhì)及燒成溫度對(duì)材料的高溫抗折強(qiáng)度有顯著影響。陶瓷復(fù)合材料在不同溫度下的力學(xué)行為可分為三個(gè)階段: (1)彈性階段:抗折強(qiáng)度一溫度曲線為一直線,在長(zhǎng)期應(yīng)力作用下,不產(chǎn)生蠕變。斷裂實(shí)驗(yàn)后,斷口光滑,以穿晶斷裂為主。 (2)塑性變形階段:抗折強(qiáng)度一溫度曲線呈滯后現(xiàn)象。在長(zhǎng)期應(yīng)力作用下,蠕變明顯,斷口有光滑區(qū)和粗糙區(qū),為沿晶和穿晶混合型斷裂。 (3)粘滯流動(dòng)階段:抗折強(qiáng)度一溫度曲線為弧形,永久變形量很大,蠕變速率急劇增高,斷口粗糙,以沿晶斷裂為主。 對(duì)應(yīng)于以上三個(gè)階段有兩個(gè)相應(yīng)的轉(zhuǎn)折溫度:即由彈性到塑性的轉(zhuǎn)折溫度和開始出現(xiàn)粘性流動(dòng)的轉(zhuǎn)變溫度。斷裂強(qiáng)度隨溫度的變化存在兩種類型。I類曲線對(duì)應(yīng)于多晶材料,其特點(diǎn)是在某一溫度Tm下強(qiáng)度出現(xiàn)峰值。II類曲線一般對(duì)應(yīng)于單晶相材料,其特點(diǎn)是在低溫范圍內(nèi)強(qiáng)度基本不變,高于某轉(zhuǎn)折溫度Tp后,強(qiáng)度逐漸下降,出現(xiàn)兩類曲線的原因主要與材料內(nèi)彈性模量,熱膨脹失配等引起的殘余內(nèi)應(yīng)力和微裂紋的生成與消除以及高溫下晶界非晶質(zhì)和玻璃相的軟化有關(guān)。 |