熱震穩(wěn)定性簡(jiǎn)介

眾所周知，材料隨溫度的升降，產(chǎn)生膨脹或收縮。如果膨脹或收縮受到約束不能自由發(fā)展時(shí)，材料內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力。此種因材料的熱膨脹或收縮而引起的內(nèi)應(yīng)力稱為熱應(yīng)力。熱應(yīng)力不僅在具有機(jī)械約束的條件下產(chǎn)生，而且均質(zhì)材料中出現(xiàn)溫度梯度，非均質(zhì)固體中各相之間熱膨脹系數(shù)的差別，甚至單相多晶體中熱膨脹系數(shù)各向異性，都是產(chǎn)生熱應(yīng)力的根源。

耐火材料是非均質(zhì)的脆性材料，與金屬制品相比，由于它的熱膨脹率較大，熱導(dǎo)率和彈性較小，以及抗張強(qiáng)度低等，抗熱應(yīng)力而不破壞的能力差，導(dǎo)致其抗熱震性較低。

材料的熱震破壞可分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是瞬時(shí)斷裂，稱為熱沖擊斷裂；另一類(lèi)是在熱沖擊循環(huán)作用下，先出現(xiàn)開(kāi)裂，剝落，然后變質(zhì)和碎裂，終至整體損壞，稱為熱震損傷。對(duì)于脆性耐火材料抗熱震性的評(píng)價(jià)源于兩種觀點(diǎn)。

一種是基于熱彈性理論，以熱應(yīng)力Sh和材料固有強(qiáng)度Sf之間的平衡條件作為熱震破壞的判據(jù)：

Sh≥Sf

當(dāng)材料固有強(qiáng)度不足以抵抗熱震溫差△T引起的熱應(yīng)力時(shí)，就導(dǎo)致材料瞬時(shí)斷裂，即所謂的“熱震斷裂”。

另一種是基于斷裂力學(xué)概念，以熱彈性應(yīng)變能W和材料的斷裂能U之間的平衡條件為熱震破壞的判據(jù)：

W≥U

當(dāng)熱應(yīng)力導(dǎo)致的儲(chǔ)存于材料中的應(yīng)變能W足以支付裂紋成核和擴(kuò)展形成新生表面所需要的能量U，裂紋就可能形成和擴(kuò)展。它把材料的抗熱震性和其物理性質(zhì)的變化聯(lián)系起來(lái)，探討材料在受熱過(guò)程中出現(xiàn)的開(kāi)裂、剝落、退化、變質(zhì)終至碎裂，損壞的過(guò)程，即所謂的熱損傷過(guò)程。

石英陶瓷輥采用高純?nèi)廴谑樵?，體積密度高，強(qiáng)度大，熱膨脹小，熱震穩(wěn)定性好，尺寸精度高，高溫不變形，使用壽命長(zhǎng)，對(duì)玻璃無(wú)污染。 2100433B

鎂鋁磚與鎂磚比較，具有以下特點(diǎn)：

①鎂鋁磚的熱震穩(wěn)定性好，可承受水冷20～25次，甚至更高。這是它最突出的優(yōu)點(diǎn)，比普通鎂磚好得多。研究認(rèn)為，鎂鋁磚熱震穩(wěn)定性好，是由于鎂鋁尖晶石和方鎂石都屬于立方晶系，沿各個(gè)晶軸方向的熱膨脹大小都相同，故溫度波動(dòng)時(shí)膨脹和收縮都比較均勻，產(chǎn)生的熱應(yīng)力較小。

②鎂鋁磚的主要性能也比鎂磚稍強(qiáng)。由于鎂鋁尖晶石本身的熔點(diǎn)較高，故鎂鋁磚的荷重軟化溫度比鎂磚有所改善，達(dá)到1620～1690℃。

鎂鋁尖晶石保護(hù)方鎂石顆粒免受熔渣侵蝕的能力比鈣鎂橄欖石強(qiáng)，故鎂鋁磚抵抗堿性熔渣以及氧化鐵熔渣的能力較鎂磚有所加強(qiáng)。

鎂鋁磚具有以上優(yōu)良性能，故在我國(guó)已廣泛用做煉鋼平爐，煉銅反射爐等高溫熔煉爐爐頂?shù)钠鲋牧希〉昧搜娱L(zhǎng)爐子壽命的效果。大型平爐可達(dá)300爐左右，中小型平爐在1000爐以上。