Thermische schokweerstand verwijst naar het vermogen van refractaire materialen om schade te weerstaan veroorzaakt door snelle temperatuurveranderingen. Het wordt thermische schokstabiliteit, thermische schokweerstand, weerstand tegen snelle temperatuurveranderingen, weerstand tegen snelle kou en warmte genoemd.
Bepaling van de thermische schokweerstand volgens verschillende vereisten en producttypen moet worden bepaald in overeenstemming met de bijbehorende testmethoden, de hoofdtestmethoden zijn: Ferrous Metallurgy Standard YB/T 376. 1-1995 Refractory Products Thermal Shock Resistance Test -methode (Water Rapid Cooling -methode), Ferrous Metallurgy Standard YB/T 376. Voor thermische schokweerstand van refractaire producten (snelle koelmethode lucht), ferrous metallurgie Standaard YB/T 376. 3-2004 Testmethode voor thermische schokweerstand van refractaire producten deel 3: water snelle koeling - Bepalingsmethode voor scheuren - Bepalingsmethode van het water, Ferrous Metallurgy Standard YB/T 2206.
Thermische schokweerstand van refractaire gietbare materialen (snelle koelmethode van gecomprimeerde luchtstroom), ferreuze metallurgie Standaard YB/T 2206. 1-1998 Testmethode voor thermische schokweerstand van refractaire gietbare koelmethode (gecomprimeerde luchtstroom snelle koelmethode), Ferrous Metallurgy Standard YB/T376 2206. 2-1998 Refractory Castables thermische schokweerstandstestmethode (water snelle koelmethode).
De mechanische en thermische eigenschappen van het materiaal, zoals sterkte, breukergie, elasticiteitsmodulus, lineaire expansiecoëfficiënt, thermische geleidbaarheid, enzovoort, zijn de belangrijkste factoren die de thermische schokweerstand beïnvloeden. Over het algemeen, hoe kleiner de coëfficiënt van lineaire expansie van het refractaire materiaal, hoe beter de thermische schokweerstand; Hoe hoger de thermische geleidbaarheid (of thermische diffusiecoëfficiënt) van het materiaal, hoe beter de thermische schokweerstand. Bovendien hebben de samenstelling van de vuurvaste deeltjes, de dichtheid, de porositeit van de microfine, de verdeling van de poriën, de vorm van het product, enz. Bewerkingen op de weerstand tegen thermische schok. De aanwezigheid van een bepaald aantal micro-cracks en poriën in het materiaal is gunstig voor zijn thermische schokweerstand; De grote omvang en complexe structuur van het product zal leiden tot ernstige ongelijke temperatuurverdeling en spanningsconcentratie in het product, wat de thermische schokweerstand zal verminderen.
Sommige studies hebben aangetoond dat de thermische schokstabiliteit van refractaire materialen kan worden verbeterd door de uitzetting van scheuren te voorkomen, het uitbreidingsvermogen van de scheur te consumeren, waardoor de energie -energie van het breukoppervlak van het materiaal wordt verhoogd, waardoor de lineaire expansiecoëfficiënt wordt verminderd en de plasticiteit wordt verhoogd. De specifieke technische maatregelen zijn:
(1) Juiste porositeit
Naast het bestaan van poriën is er een bepaalde hoeveelheid kloven tussen de interne botkorrels en de bindfase van het vuurvast materiaal. Refractaire materialen In het breukproces kunnen de interne poriën en scheuren een bepaalde rol spelen bij het voorkomen en remmen van de breukverlenging. Zoals thermische schokomstandigheden op hoge temperatuur die in vuurvaste materialen worden gebruikt, in het serviceproces veroorzaken oppervlaktescheuren geen catastrofale breuk van het materiaal, de oorzaak van de schade ervan wordt meestal veroorzaakt door de interne thermische spanning veroorzaakt door de structuur van de pand. Wanneer de interne porositeit van het materiaal groot is, zal deze de lengte van de scheuren veroorzaakt door thermische spanning verkorten en het aantal scheuren verhogen. Kort en veel scheuren kruisen elkaar om een gaasstructuur te vormen, die de breukergie verhoogt die nodig is wanneer het materiaal breekt en de thermische schokstabiliteit van het materiaal effectief kan verbeteren. Het wordt algemeen geaccepteerd dat wanneer de porositeit van het vuurvast materiaal wordt geregeld op 13%-20%, het een betere thermische schokstabiliteit heeft.
(2) Controleer de deeltjesgradatie van grondstoffen, deeltjeskritische grootte en vorm
Relevante studies tonen aan dat de oppervlakte -energie veroorzaakt door materiaalbreuk en het kwadraat van de deeltjesgrootte in het systeem positief evenredig zijn. Daarom, door de introductie van grote aggregaatdeeltjes in het materiaalsysteem, zodat de scheuren in de buurt van de grote geaggregeerde besturing, waardoor de intergranulaire kraakeigenschappen worden verbeterd, kunt u het doel bereiken om de thermische schokstabiliteit van vuurvaste materialen te verbeteren. Over het algemeen is de modulus van elasticiteit van aggregaten in refractaire materialen aanzienlijk groter dan die van de matrix, en dit verschil in elasticiteitsmodulus maakt grootkorrelige aggregaten mogelijk om de uitbreiding van de oorspronkelijke scheuren in het materiaal te vertragen. Hoe groter het verschil in elasticiteitsmodulus, hoe duidelijker de rol van het aggregaat bij het uitstellen van de uitbreiding van scheuren. Tegelijkertijd is de vorm van het aggregaat ook een belangrijke factor die de thermische schokstabiliteit van refractaire materialen beïnvloedt. Zoals in het materiaalsysteem om de juiste hoeveelheid stang- of vlokaggregaat toe te voegen, kan de thermische schokstabiliteit van vuurvaste producten verbeteren.
(3) Redelijke interfacecombinatie
Vanwege de refractories in de geaggregeerde en matrixeigenschappen (zoals dichtheid, coëfficiënt van thermische expansie, enz.) Is over het algemeen een groot verschil tussen de twee gecombineerde interface op de uitbreiding van thermische schokscheuren, besturing en andere significante impact. Door de selectie en voorbehandeling van aggregaten en andere technische maatregelen, kan de vorming van een geschikte bindingsinterface tussen het aggregaat en de matrix, de vorming van depolymerisatie, uittrekbare deeltjes, micro-cracking en andere energiebrote mechanismen remmen, dus om de taaiheid van brandende materialen te verbeteren.
(4) Materiaalfasen introduceren of genereren met kleine coëfficiënten van lineaire expansie
Door een geschikte hoeveelheid materialen met lage thermische expansie in de matrix te introduceren, wordt de thermische expansie -mismatch in het materiaal veroorzaakt, waardoor microscheuren worden gegenereerd in het vuurvaste schietproces en de uitbreiding van thermische schokscheuren belemmeren. Te veel van de bovengenoemde microscheuren zullen echter aggregatie van microcracks veroorzaken en de mechanische eigenschappen van het monster verminderen. Daarom moet de toevoeging van lage thermische expansiematerialen strikt worden geregeld om refractaire producten te verkrijgen met meer gebalanceerde thermische schokstabiliteit en mechanische eigenschappen.
(5) Introductie of generatie van een bepaalde materiaalfase (bijv. Tetragonale ZRO2) zodat het een fase -overgang ondergaat aan de scheurtip om een energieabsorptiemechanisme te vormen.
Door de thermische mismatch van de fasen in het materiaalsysteem wordt een niet-catastrofisch destructief systeem gegenereerd in het vuurvast materiaal en treedt een complex niet-lineair breukgedrag op, waardoor de thermische schokstabiliteit van de vuurvaste producten wordt verbeterd.
(6) Het toevoegen en uniform verspreid van vezels of vezelachtige materialen
Door de introductie van vezels, snorharen of in situ vorming van snorharen, enz., En om ervoor te zorgen dat het uniform wordt verspreid in de producten, zoals de toevoeging van stalen vezels in het gietmateriaal, enz., Verhoogt de energie die nodig is voor de breuk van refractaire materialen en presenteert een aanzienlijke niet -lineaire kenmerken, waardoor de sterkte van het materiaal wordt verbeterd.
(7) Voeg plasticiteit of viskeuze component toe
Door plastic toe te voegen, viskeuze componenten in het refractaire systeem of producten in het calcinatieproces maken om een vloeibare fase met hoge viscositeit te vormen, het gebruik van hun plastische vervorming, het absorberen van de afgifte van elastische spanningsergie, waardoor de taaiheid van vuurvaste producten wordt verbeterd. Zirkon - Zirkonia refractaire materialen in het calcinatieproces, door de ontleding van zirkoon om ZRO2 en hoge viscositeit vloeibare fase SiO2 te vormen, verbeteren de taaiheid van vuurvaste materialen aanzienlijk.
Uit de bovenstaande onderzoeksuit voortgang van op mulliet gebaseerde materialen en het onderzoeksoverzicht van de stabiliteit van de thermische schok van refractaire materialen, is te zien dat op dit moment de belangrijkste technische manier om de thermische schokstabiliteit van refractaire materialen op basis van mulliet te verbeteren, is om SiC en ZRO2, enz. To-toe te voegen om de hardheid van de materialen te verbeteren door de microcracking en fase-transformatie, maar dit zal ook de mechanische sterkte van de materialen beïnvloeden.