Познания за термично разширение на огнеупорни материали

Познания за термично разширение на огнеупорни материали
Термичното разширение се отнася до свойството на огнеупорните материали, при което техният обем или дължина се увеличава с повишаване на температурата. Обикновено се изразява чрез скорост на линейно разширение и среден коефициент на линейно разширение или алтернативно чрез скорост на обемно разширение и коефициент на обемно разширение.
Коефициентът на топлинно разширение всъщност не е постоянна стойност; тя варира в зависимост от температурата. Често споменаваният коефициент на топлинно разширение се отнася до средна стойност в определен температурен диапазон. При прилагането на тази концепция е важно да се обърне внимание на приложимия температурен диапазон.
Свойствата на термично разширение на материалите са тясно свързани с тяхната структура и сила на свързване. Материалите с висока якост на свързване показват ниски коефициенти на топлинно разширение (като SiC материали). За материали с еднакъв състав техните коефициенти на топлинно разширение варират поради различни структури. Като цяло кристалите с компактни структури имат относително големи коефициенти на топлинно разширение, докато аморфните стъкла обикновено имат по-малки коефициенти на топлинно разширение. За оксиди с плътна структура на опаковане на кислородни йони, коефициентът на линейно разширение обикновено е голям. В не-изотропните кристали (не-кристални системи с равноосна система), анизотропията на тяхното топлинно разширение е особено очевидна, с различни коефициенти на топлинно разширение в различни посоки на кристалната ос. Материалите със силно анизотропни структури показват много малки коефициенти на обемно разширение.
Свойствата на термично разширение на огнеупорните материали зависят от техния химичен състав, минерален състав и микроструктура и също варират в зависимост от промените в температурния диапазон.
Термичното разширение на огнеупорните материали има пряко въздействие върху тяхната устойчивост на термичен удар и обемна стабилност, което го прави едно от важните свойства, които трябва да се имат предвид по време на производството (създаване на система за изпичане) и използването на огнеупорни материали. За огнеупорни материали с високо термично разширение и поликристална трансформация, компенсаторите трябва да бъдат запазени, за да компенсират напрежението, причинено от термичното разширение поради голямото им разширение при високи температури. Скоростта на линейно разширение и коефициентът на линейно разширение са ключови параметри за проектиране и изчисляване на структурата на общия размер на запазените разширителни фуги и зидария.
Има два метода за изпитване за топлинно разширение на огнеупорни материали, а именно национален стандарт GB/T 7320.1-2000 (бутален метод) и национален стандарт GB/T 7320.2-2000 (телескопичен метод). Принципите на изпитване и на двата метода са следните: загряване на пробата до определена температура на изпитване при предварително определена скорост на повишаване на температурата, измерване на промяната в дължината на пробата с повишаване на температурата и изчисляване на скоростта на линейно разширение на пробата с повишаване на температурата и средния коефициент на линейно разширение в определен температурен диапазон.