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1、1,陶瓷与耐火材料 第二章 耐火材料的组成和性质,2,2.1 耐火材料的显微结构,耐火材料的显微结构通常由三种不同的相组成，即晶相、玻璃相和气相。,3,晶相是耐火材料中原子、离子和分子按周期、有规律的空间排列而成的固体相，是最主要的组成相，耐火材料的物理、化学性质主要由晶相所决定。耐火材料的晶体结构比较复杂，晶相的结构与配料矿物和制作工艺有关。,结晶度良好的高岭石成有序结构,4,玻璃相非晶态固体部分，存在于各晶粒间。对于不同耐火材料其玻璃相的含量不同。玻璃相的作用是充填晶粒间隙，粘接晶粒，提高材料的致密程度；降低烧结温度、改善工艺、抑制晶粒长大等。,5,气相在耐火材料中起重要作用。气孔是成型过
2、程中残留于制品内的气体。气孔包括开口气孔和闭口气孔，气孔存在可使耐火材料的机械性能显著下降。合理控制耐火材料中气孔的数量、形态和分布极为重要。,6,密度、气孔率、吸水率,密度是材料的质量与体积之比。视密度/真密度 -相对密度 气孔率是耐火材料中的气孔体积与材料总体积之比。总气孔率（真气孔率）/封闭气孔率/显气孔率 透气度,7,2.2 耐火材料的力学性质,8,2.2.1 耐压强度,常温耐压强度常温下材料单位面积所能承受的最大的力。S=P/A (Pa，MPa，GPa) 国家标准规定：S(10-15MPa) 一般热工设备：0.1-0.2MPa；最大载荷：1MPa； 是组织结构的敏感参数，常规检测项目
3、 耐压强度=2-3倍抗折强度，=5-10倍抗拉强度,9,2.2.1 耐压强度,高温耐压强度高于1000-1200温度时材料单位面积所能承受的最大的力。S=P/A (Pa，MPa，GPa) 随温度升高发生明显变化。A:晶体：B:玻璃相：A+B=? () OR (先后再）,10,2.2.2 抗折强度,高温耐压强度材料单位面积所能承受的最大弯曲应力。S=P/A (Pa，MPa，GPa) 随温度升高发生明显变化。A:晶体：B:玻璃相：A+B=? () OR (先后再）,2.2.2 抗折强度,三点抗折强度测定方法,试样尺寸表mm A型 23011465 B型 2306554 C型 1604040,12,
4、2.2.3 蠕变性,受外力作用产生的变形随时间而增加的现象。 耐火材料的蠕变：压应力，压蠕变是温度、应力、时间和材料结构的函数。玻璃相，气孔和裂纹,13,2.2.4 弹性模量,材料发生单位应变时所产生的应力，亦可认为是材料抵抗变形的能力。受晶体结合键强度控制，随温度变化。 同耐压强度、抗折强度、耐磨性大致成正比。碳钢和普通合金钢：200GPa；聚氯乙烯塑料： 0.15-0.25GPa；普通耐火材料： 40-60GPa；金刚石： 435GPa,14,2.2.5 耐磨性,材料抵抗固体、液体和含尘气流对其表面的机械磨损作用的能力。 危害：高炉上部内衬，铁水沟，焦炭炉炭化室，转炉炉口，出钢口， 取决于材料的组成与结构。 受晶体结合键强度控制，随温度变化。硬度/晶粒尺寸/气孔率、温度,15,小结,16,2.3 耐火材料的热学性质,17,2.3.1 热膨胀性,材料的长度和体积随温度发生变化的性能。(10-6/)热膨胀性取决于晶体结构，与生产工艺无关 影响体积稳定性；产生热应力；留膨胀缝,18,2.3.2 导热性,在一定温度梯度下，单位时间内通过单位面积传递的热量。(W/m ) 由材料结构决定。 热工计算、隔热、热震性,19,2.3.3 比热容,是计算砌体蓄热量的重要参数。 影响炉体的加热和冷却速度，热效率、耐热震性。,20,2.4 耐火材料的使用性能,
