耐火材料性质及指标概述.docx
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耐火材料性质及指标概述
船舶装备科技有限公司
HGR-N耐火分隔材料
耐火材料性质
目录
1耐火材料基本性质3
1.1耐火材料的使用性质。
3
1.2耐火材料的物理性质。
3
1.3耐火材料的机械性质。
3
2耐火材料的组织结构3
2.1、气孔率、体积密度、真密度3
2.1.1．气孔率3
2.2.2、吸水率3
2.2.3、体积密度4
2.2.4、真密度4
2.2、透气度4
3耐火材料的热学性质和导电性4
3.1、热膨胀4
3.2、热导率5
3.3、热容5
3.4、温度传导性5
3.5、导电性5
4耐火材料的力学性质5
4.1、常温力学性质5
4.1.1、常温耐压强度6
4.1.2、抗拉、抗折和扭转强度6
4.1.3、耐磨性6
4.2、高温力学性质6
4.2.1、高温耐压强度6
4.2.2、高温抗折强度6
4.2.3、高温扭转强度6
4.2.4、高温蠕变性7
4.2.5、弹性模量7
5耐火材料的高温使用性质7
5.1、耐火度7
5.2、高温荷重变形温度7
5.3、高温体积稳定性8
5.4、热震稳定性8
5.5、抗渣性8
5.6、耐真空性8
6指标可能出现的问题：
9
补充附录—模板引用9
1耐火材料基本性质
1.1耐火材料的使用性质。
耐火度、高温耐压强度、热稳定性、高温体积稳定性、抗渣性等。
1.2耐火材料的物理性质。
气孔率、真比重、体积密度、线膨胀率等。
1.3耐火材料的机械性质。
耐压强度、弹性变形、塑性变形等。
2耐火材料的组织结构
耐火材料是由固相（包括结晶相和玻璃相）和气孔两部分构成的非均质体。
2.1、气孔率、体积密度、真密度
2.1.1．气孔率
闭口气孔、开口气孔、贯通气孔制品的气孔率，常用开口气孔率（显气孔率）表示。
真气孔率（总气孔率）
开口气孔率（显气孔率）
V0、V1、V2分别表示总体积、开口气孔和闭口气孔体积cm3
2.2.2、吸水率
它是制品中全部开口气孔吸满的水的质量与其干燥质量之比，以百分率表示。
G：
干燥试样质量，g；G1：
试样开口气孔中吸满的水的质量，g；W：
吸水率。
2.2.3、体积密度
表示干燥制品的质量与其总体积之比，即制品单位体积（表观体积）的质量，用g／cm3表示。
2.2.4、真密度
是指不包括气孔在内的单位体积耐火材料的质量，可用下式表示。
2.2、透气度
耐火材料的透气度是在一定时间内，由一定压力的气体，透过一定断面和厚度的试样的数量来表示。
3耐火材料的热学性质和导电性
3.1、热膨胀
耐火材料的热膨胀是指其体积或长度随着温度升高而增大的物理性质。
一般用线膨胀率表示。
线膨胀率=
3.2、热导率
热导率是表征耐火材料导热性的一个物理指标，是指单位温度梯度下，单位时间内通过单位垂直面积的热量
3.3、热容
通常用常压下加热1kg物质使之升温1℃所需的热量
（以kJ计）来表示，称为热容，也称比热容。
耐火材料的热容影响炉体的加热、冷却速度。
3.4、温度传导性
温度传导性是表示物体加热时的温度传导速度，它决定耐火材料急冷急热时内部温度梯度的大小。
温度传导性用导温系数（
）表示：
λ-热导率；ρ-体积密度；c-等压热容
3.5、导电性
耐火材料在常温下是电的不良导体。
耐火材料导电性的强弱，通常用电阻率来表示。
4耐火材料的力学性质
4.1、常温力学性质
4.1.1、常温耐压强度
它是指常温下耐火材料在单位面积上所能承受的最大压力。
Pa
4.1.2、抗拉、抗折和扭转强度
耐火材料在使用时，除受压应力外，还受拉应力、弯曲应力和剪应力的作用。
一般，抗折强度是耐压强度的1/2～1/3
抗拉强度是耐压强度的5/9～1/10
4.1.3、耐磨性
耐火材料抵抗坚硬物料或气体（如含有固体颗粒的）磨损作用（研磨、摩擦、冲击力作用）的能力。
通常，在常温下以一定研磨条件下和研磨时间下制品的质量损失或体积损失来表示耐磨性。
4.2、高温力学性质
4.2.1、高温耐压强度
是材料在高温下单位截面所能承受的极限压力。
4.2.2、高温抗折强度
是材料在高温下单位截面所能承受的极限弯曲应力。
4.2.3、高温扭转强度
高温扭转强度是材料的高温力学性质之一。
它表征材料在高温下抵抗剪应力的能力。
4.2.4、高温蠕变性
材料在恒定的高温、恒定的外力作用下所发生的缓慢变形，称高温蠕变。
高温蠕变的表示方法一般为变形量（％）与时间（h）的关系曲线，通常称为蠕变曲线。
4.2.5、弹性模量
材料在其弹性限度内受外力作用产生变形，当外力除去后，仍恢复到原来的形状，此时应力和应变的比例称为弹性模量。
它表示材料的抵抗变形的能力：
5耐火材料的高温使用性质
5.1、耐火度
耐火材料在无荷重时抵抗高温作用而不熔化的性质称为耐火度。
与熔点不同，熔点是纯物质的结晶相与其液体处于平衡状态下的温度；耐火度是多相固体混合物在开始熔融温度与熔融终了温度范围内液相和固相同时共存。
5.2、高温荷重变形温度
耐火材料在高温和荷重同时作用时的抵抗能力，也表示耐火材料呈现明显塑性变形的软化范围。
在一定程度上表明制品在与其使用情况相仿条件下的结构强度。
耐火材料高温荷重变形温度的测定方法是固定试样承受的压力（0.2MPa），不断升高温度，测定试样在发生一定变形量和坍塌时的温度，称为高温荷重变形温度。
5.3、高温体积稳定性
耐火材料在高温下长期使用时，其外形体积保持稳定不发生变化（收缩或膨胀）的性能称为高温体积稳定性。
重烧时的体积变化可用体积百分率或线变化百分率表示：
5.4、热震稳定性
耐火材料抵抗温度的急剧变化而不破坏的性能称为热震稳定性。
也称为抗热震性或温度急变抵抗性。
材料的热震破坏可分为两大类：
一是瞬时断裂，称为热冲击断裂；
二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。
5.5、抗渣性
耐火材料在高温下抵抗熔渣侵蚀作用而不破坏的能力称为抗渣性。
5.6、耐真空性
通常在常温下耐火材料的蒸气压都很低，可以认为是极稳定而不易挥发的。
但在高温减压下工作（如真空熔炼炉或钢水脱气处理等）时，会因其挥发减量而造成损耗，加速其损坏。
耐火材料的挥发速度如下式：
6指标可能出现的问题：
1）化学成分（主成分、次成分、杂质）、矿物组成（种类、数量、晶体大小分布、气孔大小分布，液相数量的分布等）不符合预期要求；
2）体积密度、气孔率不达标，应追溯泥料质量、素坯质量，烧成制度等；
3）透气度，应追溯配料比例，素坯质量，烧成制度等；
4）强度（耐压强度、抗折强度、抗冲击强度），应追溯泥料质量、素坯质量、烧成制度等；
5）电阻、绝缘强度，应追溯原料性质、配料比例、烧成制度等；
6）耐火度，应追溯原料性质；
7）热膨胀、重烧线变化，应追溯原料性质、配料比例、泥料性质、素坯性质、烧成制度等；
8）热导率，应追溯原料性质、素坯性质、烧成制度；
9）抗热震性，应追溯原料性质、配料比例、泥料性质、烧成制度；
10）高温荷重软化，应追溯原料性质、泥料成分和粒度分布、成型质量、烧成制度等。
补充附录—模板引用
（二）特性
1．安全性指标
检验项目
标准要求
测定值
单项判定
燃烧性能（不燃性试验）
质量损失率（%）
≤50
2.2
合格
炉内升温（℃）
≤50
1
合格
持续火焰时间（s）
≤20
0
合格
2．物理性能指标
检验项目
标准要求
测定值
单项判定
纤维平均直径（ɥm）
≤8.0
5.7
合格
渣球含量（%）
（粒径大于0.25mm）
≤0.3
0.1
合格
质量吸湿率（%）
（50℃,RH95%,96h）
≤5.0
0.7
合格
热荷重收缩温度（℃）
≥400
530
合格
导热系数（W/m·K）
（平均温度70℃）
≤0.043
0.037
合格
热膨胀
热容
温度传导性
导电性
憎水率（%）
≥98.0
99.0
合格
吸水率（%）
（全浸25mm，2h）
--
44
--
有机物含量（%）
--
2.1
--
体积密度
130-230kg/m3
真密度
疏水性
整体疏水
孔隙率
85-90%
孔洞尺寸
1-100nm
比表面积
500-700m2/g
弹性模量
声阻抗
吸附性
透气度
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