影响耐火浇注料热震稳定性的主要因素及提高方法

  耐火浇注料抵抗温度的急剧变化而不破坏的性能成为热震稳定性，此种性能也成为抗热震性或温度急变抵抗性，它是材料力学性能和热学性能对受热条件的综合反应。众所周知，硅砖受急冷急热容易产生裂纹、开裂，镁砖易于剥落，通常被成为热震稳定性低的材料或抗热震性小的材料。反之，镁碳砖等受急冷急热时，不容易产生裂纹、开裂，则为热震稳定性高或抗热震性大的材料。浇注料是非均质的脆性材料，与金属制品相比，由于它的热膨胀率较大，热导率和弹性较小、以及抗张强度低等，抗热应力而不被破坏的能力差，导致其抗热震性较低。材料的热震破坏可分为两大类；一类是瞬时断裂，称为热冲击断裂；另一类是在热冲击循环作用下，先出现开裂，剥落，然后碎裂和变质，终至整体损坏，称为热震损伤。那么影响耐火浇注料热震稳定性的主要因素有哪些？如何提高其热震稳定性？今日元领小编将给大家带来回答这两个问题的答案，接下来我们一起去看看吧！

  一、影响浇注料主要因素

  1、抗热震断裂

  ①急冷集热时，当σmax值超过材料的强度极限σf时，即可导致开裂。安全温度差值越大，说明材料能承受的温度变化也愈大，即抗热震愈好。当浇注料因出现热应力而破坏，不仅与热应力的大小有密切关系，而且还与材料中应力的分布、产生的速率和持续时间、材料的特性和结构等因素有关。

  ②缓慢加热冷却时，材料的内部和外部与环境的温度差相接近并形成稳定温度分布时，用以比较材料的抗热震性。

  2、抗热震损伤

  从断裂力学的观点出发，分析材料在温度变化条件下的裂纹成核、扩展及抑制等动态过程，以弹性应变能和断裂能之间的平衡作为热震损坏的微裂纹，在热震环境中出现的裂纹核亦不总是立即导致材料的断裂。当材料中可能积存的弹性应变能小，而使裂纹扩展成新断裂面所必须的断裂表面能大时，则材料的抗热震性好。因此材料的抗裂纹扩展能力正比于断裂表面能，反比于弹性应变能。

  二、提高浇注料热震稳定性的方法

  1、材料的抗热震性能主要取决于其热膨胀系数α，低膨胀系数的材料往往具有优良的热震稳定性；

  2、材料的热导率λ，将有利于材料的热传递，缓解了内外温差，降低热应力的大小；

  3、提高材料的抗折强度σ且减小弹性模量E，将使σ/E提高，能吸收较多的弹性应变能而不致开裂。此外，降低材料的弹性模量E，会降低由于温差所产生的热应力。

  4、控制耐火浇注料保持适当的气孔率，有助于增加制品的断裂能，改变裂纹扩展时的路径；

  5、控制颗粒的临界粒径及粒径分布，可得到较大的裂纹密度，形成网络状的裂纹分布；

  6、通过调整具有不同热膨胀系数的颗粒剂基质，使得制品内部产生微裂纹，形成微裂纹增韧；

  7、选择合理的界面结合，使得颗粒和基质之间形成适当的结合强度，形成颗粒拔出、显微开裂等能耗机制；

  8、在制品中添加“三石”等膨胀剂，利用其热膨胀系数的差异，形成微裂纹。

  以上就是元领小编对影响耐火浇注料热震稳定性的主要因素及提高方法的介绍。根据以上分析可以得出结论，浇注料的热学性能和力学性能（如热导率、热膨胀系数、强度、弹性模量等）对其抗热震性能有着重要的影响。同时也知道了断裂功率、气孔率、弹性模量等对热震稳定性的影响，提高断裂功率将有助于含碳耐火浇注料的热震稳定性。颗粒级配对低碳低碳镁碳砖的热震稳定性影响非常大，添加了特殊石墨的镁碳砖其弹性模量降低，断裂能增加，使得其具有更好的热震稳定性。其中抗热震损伤性能好的材料应具有较高的弹性模量和较低的强度，提高其断裂能和改善其断裂韧性显然更是有益的，适量的微裂纹催在于耐火浇注料中将为抗热震损伤性能的提高作出贡献。