熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性測試

熱穩(wěn)定性原理

陶瓷的熱穩(wěn)定性取決于坯釉料的化學(xué)成分、礦物組成、相組成、顯微結(jié)構(gòu)、制備方法、成型條件及燒成制度等應(yīng)素以及外界環(huán)境。由于陶瓷內(nèi)外層受熱不均勻，坯釉的熱膨脹系數(shù)差異而引起陶瓷內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，導(dǎo)致機(jī)械強(qiáng)度降低，甚至發(fā)生開裂現(xiàn)象。一般陶瓷的熱穩(wěn)定性與抗張強(qiáng)度成正比，與彈性模量、熱膨脹系數(shù)成反比。而導(dǎo)熱系數(shù)、熱容、密度也在不同程度上影響熱穩(wěn)定性。

釉的熱穩(wěn)定性在較大程度上取決于釉的膨脹系數(shù)。要提高陶瓷的熱穩(wěn)定性首先要提高釉的熱穩(wěn)定性。陶坯的熱穩(wěn)定性則取決于玻璃相、莫來石、石英及氣孔的相對含量、粒徑大小及其分布狀況等。陶瓷制品的熱穩(wěn)定性在很大程度上取決于坯釉的適應(yīng)性，所以它也是帶釉陶瓷抗后期龜裂性的一種反映。

陶瓷熱穩(wěn)定性測定方法一般是把試樣加熱到一定的溫度，接著放入適當(dāng)溫度的水中，判定方法為

(1) 根據(jù)試樣出現(xiàn)裂紋或損壞到一定程度時，所經(jīng)受的熱變換次數(shù)；

(2) 經(jīng)過一定的次數(shù)的熱冷變換后機(jī)械強(qiáng)度降低的程度來決定熱穩(wěn)定性；

(3) 試樣出現(xiàn)裂紋時經(jīng)受的熱冷最大溫差來表示試樣的熱穩(wěn)定性，溫差愈大，熱穩(wěn)定性愈好。

本實驗采用試樣出現(xiàn)裂紋時，平均經(jīng)受的熱冷最大溫差來表示試樣的熱穩(wěn)定性。

熱穩(wěn)定性實驗過程

1. 將10個合格的試樣放入樣品筐內(nèi)，并置于爐膛中。 2. 連接好電源線、熱電阻和接地線。 3. 連接好進(jìn)水管、出水管及循環(huán)水管。 4. 給恒溫水槽中注入水。5. 打開電源開關(guān)，指示燈亮，將爐溫給定值及水溫給定值調(diào)至需要位置（在水溫控制中，下限控制壓縮機(jī)、上限控制加熱器，上限設(shè)定溫度≤下限設(shè)定溫度）。 6. 打開攪拌開關(guān)，指示燈亮，攪拌機(jī)工作。 7. 根據(jù)需要選擇“單冷”，“單熱”或“冷熱”。（a：“單冷”即儀器只啟動制冷設(shè)備，超過給定溫度時，自動制冷至給定溫度后自動停止。 b：“單熱”即儀器只啟動加熱設(shè)備，低于給定溫度時自動加熱至給定溫度后自動停止。 c：“冷熱”即當(dāng)水溫超過給定溫度，儀器自動制冷，當(dāng)水溫低于給定溫度，儀器自動加熱，保證水溫在所需溫度處。）8. 接好線路并檢查一遍，接通電源以2℃/分的速度升溫。9. 當(dāng)溫度達(dá)到測量溫度時，保溫15分鐘（使試樣內(nèi)外溫度一致）后，撥動手柄，使樣品筐迅速墜入冰水中，冷卻5分鐘。如沒有冰水，試樣墜入冷水中。每墜入一次試樣，就要更換一次水，目的使水溫保持不變。10. 從水中取出試樣，擦干凈，不上釉和上白釉試樣放在品紅酒精溶液中，檢查裂紋。上棕色釉試樣放在薄薄一層氧化鋁細(xì)粉的盤內(nèi)，來回滾動幾次或手拿著試樣在氧化鋁粉上擦幾次，檢查是否開裂（如開裂，表面有一條白色裂紋），并詳細(xì)記錄。將沒有開裂的試樣放入爐內(nèi)，加熱到下次規(guī)定的溫度（每次間隔20℃），重復(fù)試驗至十個試樣全部開裂為止。

熱穩(wěn)定性建筑學(xué)

在周期性熱作用下，圍護(hù)結(jié)構(gòu)或房間抵抗溫度波動的能力。

熱穩(wěn)定性電器

的熱穩(wěn)定性是指電器在指定的電路中，在一定時間內(nèi)能承受短路電流（或規(guī)定的等值電流）的熱作用而不發(fā)生熱損壞的能力。

熱穩(wěn)定性化學(xué)

在化學(xué)方面，熱穩(wěn)定性反映物質(zhì)在一定條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的難易程度。物質(zhì)的熱穩(wěn)定性與元素周期表有關(guān)，在同周期中，氫化物的熱穩(wěn)定性從左到右是越來越穩(wěn)定，在同主族中的氫化物的熱穩(wěn)定性則是從下到上越來越穩(wěn)定，也就是非金屬性越強(qiáng)的元素，其氫化物的熱穩(wěn)定性越穩(wěn)定。

熱穩(wěn)定性生物

指的是DNA堿基中G與C之間形成3個氫鍵而A與T之間形成2個氫鍵，氫鍵數(shù)越多，其DNA分子的熱穩(wěn)定性越好。

熱穩(wěn)定性其他

試樣在特定加熱條件下，加熱期間內(nèi)一定時間間隔的粘度和其它現(xiàn)象的變化。

熱穩(wěn)定性儀器

1．1 儀器

差熱分析儀(DTA)或差示掃描量熱計(DSC)：程序升溫速率在2～30℃/min范圍內(nèi)，控溫精度為土2℃，溫差或功率差的大小在記錄儀上能達(dá)到40%～95%的滿刻度偏離。

1．2 樣品容器

坩堝；鋁坩堝、銅坩堝、鉑坩堝、石墨坩堝等，應(yīng)不與試樣和參比物起反應(yīng)。

1．3 氣源

空氣、氮氣等，純度應(yīng)達(dá)到工業(yè)用氣體純度。

1．4 冷卻裝置

冷卻裝置的冷卻溫度應(yīng)能達(dá)到-50℃。

1．5 參比物

在試驗溫度范圍內(nèi)不發(fā)生焓變。典型的參比物有煅燒的氧化鋁、玻璃珠、硅油或空容器等。在干燥器中儲存。

熱穩(wěn)定性試樣

2．1 取樣

對于液體或漿狀試樣，混勻后取樣即可；對于固體試樣，粉碎后用圓錐四分法取樣。

2．2 試樣量

試樣量由被測試樣的數(shù)量、需要稀釋的程度、Y軸量程、焓變大小以及升溫速率等因素來決定，一般為1～5mg，最大用量不超過50mg。如果試樣有突然釋放大量潛能的可能性，應(yīng)適當(dāng)減少試樣量。

熱穩(wěn)定性試驗步驟

3．1 儀器溫度校準(zhǔn)按附錄A進(jìn)行，校準(zhǔn)溫度精度應(yīng)在土2℃范圍內(nèi)。

3．2 將試祥和參比物分別放入各自的樣品容器中，并使之與樣品容器有良好的熱接觸(對于液體試樣，最好加入試樣重量20%的惰性材料，如氧化鋁等)。將裝有試樣和參比物的樣品容器一起放入儀器的加熱裝置內(nèi)，并使之與熱傳感元件緊密接觸。

3．3 接通氣源，并將氣體流量控制在10～50mL/min的范圍內(nèi)(如果在靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行測量，則不需要通氣)。

3．4 根據(jù)所用試樣的性質(zhì)來確定試驗溫度范圍。

3．5 按4．1條的要求調(diào)整y軸量程。

3．6 啟動升溫控制器，控制升溫速率在10～30℃/min的范圍內(nèi)，記錄溫差ΔT(或功率差dH/dt與溫度T的關(guān)系曲線，即DTA曲線(或DSC曲線)。

3．7 如果以10～30℃/min的升溫速率進(jìn)行測量而不能將峰分辨開時，可以采用低于10℃/min的升溫速率。

1．單質(zhì)的熱穩(wěn)定性與鍵能的相關(guān)規(guī)律

一般說來，單質(zhì)的熱穩(wěn)定性與構(gòu)成單質(zhì)的化學(xué)鍵牢固程度正相關(guān)，而化學(xué)鍵牢固程度又與鍵能正相關(guān)。

2．氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：元素的非金屬性越強(qiáng)，形成的氣態(tài)氫化物就越穩(wěn)定。同主族的非金屬元素，從上到下，隨核電荷數(shù)的增加，非金屬性漸弱，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性漸弱；同周期的非金屬元素，從左到右，隨核電荷數(shù)的增加，非金屬性漸強(qiáng)，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性漸強(qiáng)。

3．氫氧化物的熱穩(wěn)定性：金屬性越強(qiáng)，堿的熱穩(wěn)定性越強(qiáng)（堿性越強(qiáng)，熱穩(wěn)定性越強(qiáng)）。

4．含氧酸的熱穩(wěn)定性：絕大多數(shù)含氧酸的熱穩(wěn)定性差，受熱脫水生成對應(yīng)的酸酐。一般地

①常溫下酸酐是穩(wěn)定的氣態(tài)氧化物，則對應(yīng)的含氧酸往往極不穩(wěn)定，常溫下可發(fā)生分解；

②常溫下酸酐是穩(wěn)定的固態(tài)氧化物，則對應(yīng)的含氧酸較穩(wěn)定，在加熱條件下才能分解。

③某些含氧酸易受熱分解并發(fā)生氧化還原反應(yīng)，得不到對應(yīng)的酸酐。

5．含氧酸鹽的熱穩(wěn)定性：

①酸不穩(wěn)定，其對應(yīng)的鹽也不穩(wěn)定；酸較穩(wěn)定，其對應(yīng)的鹽也較穩(wěn)定，例如硝酸鹽比較穩(wěn)定

②同一種酸的鹽，熱穩(wěn)定性 正鹽>酸式鹽>酸。

③同一酸根的鹽的熱穩(wěn)定性順序是堿金屬鹽>過渡金屬鹽>銨鹽。

④同一成酸元素，其高價含氧酸比低價含氧酸穩(wěn)定，其相應(yīng)含氧酸鹽的穩(wěn)定性順序也是如此。

一般煙煤的熱穩(wěn)定性較好，而褐煤和無煙煤的熱穩(wěn)定性較差。 2100433B