加熱線變化簡(jiǎn)介

加熱線變化(heating linear chance)是指不定形耐火材料經(jīng)加熱后所產(chǎn)生的長(zhǎng)度不可逆變化量(以原長(zhǎng)度的百分率表示) 。

加熱線變化包括干燥線變化及燒后線變化，前者指試樣在110±5℃下干燥后，長(zhǎng)度不可逆變化量，后者指要求在試驗(yàn)溫度燒后的長(zhǎng)度不可逆變化量。負(fù)號(hào)“-”表示收縮，正號(hào)“ ”表示膨脹，是不定形耐火材料的一項(xiàng)重要質(zhì)量指標(biāo)。

由于不定形耐火材料不經(jīng)過(guò)成型、燒成，是加入結(jié)合劑直接用來(lái)砌筑熱工設(shè)備使用的，加入結(jié)合劑的性質(zhì)和數(shù)量都十分重要。在加熱過(guò)程中，由于發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，必然會(huì)產(chǎn)生收縮或膨脹。這種加熱線變化的大小，是其最高使用溫度的依據(jù)，如耐火澆注料的最高使用溫度，可用其在加熱溫度下，保溫2~3h后的加熱線變化量來(lái)判斷，一般要求加熱線變化小于1% 。

測(cè)定加熱線變化的方法，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《粘土質(zhì)和高鋁質(zhì)耐火可塑料線變化率試驗(yàn)方法》《耐火泥漿線變化率試驗(yàn)方法》和《致密耐火澆注料線變化率試驗(yàn)方法》都規(guī)定首先要把不定形耐火材料加水制成長(zhǎng)160mm寬40mm、厚40mm的長(zhǎng)方形棱柱體試樣。由于制樣時(shí)的加水量對(duì)其測(cè)定結(jié)果有很大的影響，各品種都有專用的測(cè)定稠度和試樣制備的標(biāo)準(zhǔn)方法，如中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《粘土質(zhì)和高鋁質(zhì)耐火可塑料試祥制備方法》、《耐火泥漿稠度試驗(yàn)方法》制成的試樣脫模后，在110±5℃溫度下干燥至恒量，測(cè)量干燥前、后長(zhǎng)度的變化，計(jì)算干燥線變化。干燥后的試樣，再經(jīng)加熱到規(guī)定的試驗(yàn)溫度，保溫3h，冷卻后，計(jì)算燒后線變化，即可得到該種材料的加熱線變化 。

粘土是陶瓷的主要原料，陶瓷在燒成過(guò)程中所發(fā)生的一系列物理和化學(xué)變化，是在粘土加熱變化的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，因此粘土的加熱變化是陶瓷制品燒成的基本理論基礎(chǔ)。研究粘土的加熱變化對(duì)確定陶瓷制品的燒成溫度具有很重要的意義。

粘土在加熱時(shí)發(fā)生一系列的化學(xué)變化，與此同時(shí)也發(fā)生相應(yīng)的物理變化，如體積的膨脹與收縮、氣孔率的降低與增高、失去部分質(zhì)量、吸熱與放熱等。

粘土在加熱過(guò)程中的變化包括兩個(gè)階段：脫水階段與脫水后產(chǎn)物的繼續(xù)轉(zhuǎn)化階段。

（一）脫水階段

粘土干燥后，繼續(xù)加熱，首先出現(xiàn)的是脫水，其中最主要的是結(jié)構(gòu)水的排出。

以高嶺土的加熱脫水為例，其脫水的過(guò)程如下：

100~110℃ 濕存水（大氣吸附水）與自由水的排出。

110~400℃ 其它礦物雜質(zhì)帶入水的排出。

400~450℃ 結(jié)構(gòu)水開(kāi)始緩慢排除。

450~550℃ 結(jié)構(gòu)水快速排出。

550~800℃ 脫水緩慢下來(lái)，到800℃ 時(shí)排水近于停滯。

800~1000℃ 殘余的水排出完畢。

粘土脫水后均變?yōu)槊撍a(chǎn)物，高嶺石類粘土脫水后生成偏高嶺石，反應(yīng)式如下：

Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O = Al₂O₃·2SiO₂ 2H₂O （1）

（二）脫水后產(chǎn)物繼續(xù)轉(zhuǎn)化階段

溫度繼續(xù)升高，粘土脫水后的產(chǎn)物可繼續(xù)轉(zhuǎn)化，偏高嶺石由925 ℃開(kāi)始轉(zhuǎn)化為由（ AlO₆）和（SiO₄ ）構(gòu)成的尖晶石型新的結(jié)構(gòu)物，其反應(yīng)式如下：

2[Al₂O₃·2SiO₂] = 2Al₂O₃·3SiO₂ SiO₂ （2）

鋁硅尖晶石結(jié)構(gòu)盡管其結(jié)構(gòu)較偏高嶺石結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。但其結(jié)構(gòu)中空位較多，因而它也很不穩(wěn)定的，繼續(xù)加熱時(shí)，1050℃開(kāi)始，就會(huì)轉(zhuǎn)化成熱力學(xué)穩(wěn)定的莫來(lái)石而分離出方石英：

3(2Al₂O₃·3SiO₂) = 2(3Al₂O₃·2SiO₂) 5SiO₂ （3）

各種粘土礦物在高溫下都能生成莫來(lái)石晶體，莫來(lái)石是一種針狀或細(xì)柱狀晶體，化學(xué)組成寫作3Al₂O₃·2SiO₂ ，熔融溫度1810℃，熔融后分解為剛玉和石英玻璃。它本身機(jī)械強(qiáng)度高、熱穩(wěn)定性好、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，能賦予陶瓷制品許多良好的性能 。

線狀加熱矯正是指火焰沿著直線方向移動(dòng)或同時(shí)在寬度方向橫向擺動(dòng)，形成帶狀加熱，均稱為線狀加熱，在線狀加熱矯正時(shí)，由于加熱線的橫向收縮大于縱向收縮，加熱線的寬度越大，橫向收縮量也越大，所以要盡可能發(fā)揮加熱線橫向收縮的作用。加熱線寬度一般取鋼板厚度的0.5～2倍。這種矯正方法多用于變形較大或剛性較大的結(jié)構(gòu)，有時(shí)也用十矯正鋼板。

當(dāng)軸類零件彎曲后，用火焰在零件的凸面一側(cè)進(jìn)行快速加熱，受熱一側(cè)迅速膨脹，零件彎曲進(jìn)一步擴(kuò)大，而相對(duì)應(yīng)的未加熱一側(cè)則保持相對(duì)冷態(tài)，將阻止熱區(qū)金屬的膨脹，產(chǎn)生相應(yīng)的壓縮應(yīng)力。當(dāng)加熱停止后，熱區(qū)金屬自然冷卻，開(kāi)始收縮，與此同時(shí)，冷區(qū)金屬壓縮應(yīng)力開(kāi)始釋放，熱區(qū)金屬產(chǎn)生塑性變形，待完全冷卻后，零件即會(huì)出現(xiàn)與原彎曲方向相反的變形，使原有的彎曲得到矯直。

流量時(shí)間變化曲線(flow duration curve) 是指在道路斷面或交叉口的某一指定地點(diǎn)，交通量隨時(shí)間的延續(xù)而增減變化的曲線。包括小時(shí)變化曲線(時(shí)變圖)，日變化曲線(周變圖或口變圖)、月變化曲線(月變圖)和年變化曲線(年變圖)。通常用平面坐標(biāo)系表示，其橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)為各時(shí)段的交通量或各時(shí)段的交通量占年平均日交通量的比例(%) 。