Kendskab til termisk udvidelse af ildfaste materialer

Kendskab til termisk udvidelse af ildfaste materialer
Termisk ekspansion refererer til egenskaben ved ildfaste materialer, hvor deres volumen eller længde stiger med stigende temperatur. Det udtrykkes almindeligvis i form af lineær ekspansionshastighed og gennemsnitlig lineær ekspansionskoefficient, eller alternativt i form af volumetrisk ekspansionshastighed og volumetrisk ekspansionskoefficient.
Den termiske udvidelseskoefficient er faktisk ikke en konstant værdi; det varierer med temperaturen. Den almindeligt nævnte termiske udvidelseskoefficient refererer til en gennemsnitsværdi inden for et specificeret temperaturområde. Når du anvender dette koncept, er det vigtigt at være opmærksom på det gældende temperaturområde.
Materialernes termiske ekspansionsegenskaber er tæt forbundet med deres struktur og bindingsstyrke. Materialer med høj bindingsstyrke udviser lave termiske udvidelseskoefficienter (såsom SiC-materialer). For materialer med samme sammensætning varierer deres termiske udvidelseskoefficienter på grund af forskellige strukturer. Generelt har krystaller med kompakte strukturer relativt store termiske udvidelseskoefficienter, mens amorfe glas typisk har mindre termiske udvidelseskoefficienter. For oxider med en tæt pakningsstruktur af oxygenioner er den lineære ekspansionskoefficient generelt stor. I ikke-isotrope krystaller (ikke-ligeaksede krystalsystemer) er anisotropien af ​​deres termiske ekspansion særligt tydelig med forskellige termiske ekspansionskoefficienter i forskellige krystalakseretninger. Materialer med meget anisotrope strukturer udviser meget små volumetriske ekspansionskoefficienter.
De termiske ekspansionsegenskaber af ildfaste materialer afhænger af deres kemiske sammensætning, mineralsammensætning og mikrostruktur og varierer også med ændringer i temperaturområdet.
Den termiske ekspansion af ildfaste materialer har en direkte indvirkning på deres termiske stødmodstand og volumetriske stabilitet, hvilket gør det til en af ​​de vigtige egenskaber, der skal tages i betragtning under produktionen (etablering af brændingssystem) og brugen af ​​ildfaste materialer. For ildfaste materialer med høj termisk ekspansion og polykrystallinsk transformation bør ekspansionsfuger reserveres for at udligne spændingen forårsaget af termisk ekspansion på grund af deres store ekspansion ved høje temperaturer. Lineær ekspansionshastighed og lineær ekspansionskoefficient er nøgleparametre for design og beregning af den samlede størrelse struktur af reserverede ekspansionsfuger og murværk.
Der er to testmetoder til termisk ekspansion af ildfaste materialer, nemlig den nationale standard GB/T 7320.1-2000 (stempelmetode) og den nationale standard GB/T 7320.2-2000 (teleskopmetode). Testprincipperne for begge metoder er som følger: opvarm prøven til en specificeret testtemperatur med en forudbestemt temperaturstigningshastighed, mål ændringen i prøvelængde, når temperaturen stiger, og beregn prøvens lineære ekspansionshastighed, når temperaturen stiger, og den gennemsnitlige lineære ekspansionskoefficient inden for et specificeret temperaturområde.