孔状态对铝硅系耐火原料影响的研究科技攻关项目可行性研究报告(编辑修改稿)

孔状态对铝硅系耐火原料影响的研究科技攻关项目可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

热导率λ仍可按 W. D. Kingery 提出的复相材料热导率公式计算。 楚雷田、杨丁熬等人的译作也证明，高铝质耐火材料热导率随总气孔率或显气孔率的增加呈指数关系下降。 这 也是轻质浇注料、多孔（泡沫）硅酸盐，耐火纤维，空心球轻质陶瓷的保温原理。 热膨胀 热膨胀的本质可归因于晶体原子间的平均距离随温度的升高而增大，因而其大小取决于物质本身。 工程实际应用材料多为包含两相以上的复相材料，当材质确定以后，热膨胀系数的大小则主要取决于各物相含量、是否存在相变和微裂纹、气孔率和晶粒尺寸等外在因素的影响。 在耐火材料领域， CTE 是材料体积稳定性的重要表征，也是衡量材料高温使用性能的重要指标，其将直接影响到耐火材料的热震稳定性和高温下的应力分布和大小等。 准确的测量材料线膨胀系数，对于基础 科学研究、技术创新、工程应用都具有重要的意义。 材料线膨胀系数是物质的基本热物理参数之一，是表征材料性质的重要特征量。 已有的研究结果表明：气孔率对材料热膨胀性能的影响很大程度上决定于气孔在材料中的分布状态。 J. B. Austin 在研究气孔率对材料热膨胀性能的影响时列出了气孔在材料内分布的两种极端状态：弥散状态和不规则分布状态。 结果发现，含有气孔材料的热膨胀系数与纯固相基体的热膨胀系数接近。 这说明连续固相中的气孔不会对材料的热膨胀系数带来明显影响。 材料颗粒间的结合比较弱，或相互间只有很小部分接触，气孔大 部分呈连通状态。 这时，材料的热膨胀系数与颗粒尺寸、各向异性程度以及颗粒间结合的强弱等许多因素相关，因而还未找到一个通用的计算热膨胀系数的经验公式。 热震稳定性 耐火材料抵抗温度的急剧变化而不破坏的能力称为热震稳定性。 热震一方面导致材料的强度衰减，另一方面诱发裂纹产生和扩展，加速材料的剥落和熔体对材料的侵蚀，是耐火材料损毁的主要原因之一。 耐火材料的抗热震性能与其力学性能和热学性能有关，并受热震条件、热应力大小和分布、试样的几何尺寸以及材料结构等因素的影响。 热震稳定性是评价耐材高温使用性能的重要指标，热震稳 定性越高，使用性能越好。 包括浇注料在内的陶瓷材料抗热震性研究从 20 世纪 50 年代开始发展至今，已形成 Kingery 的“临界应力断裂理论”、 Hasselman 的“热震损伤理论”及“断裂开始和裂纹扩展的统一理论”。 三种理论都反映出材料的抗热震性能受到断裂强度、弹性模量、热导率、热膨胀系数等因素的共同影响。 因此，耐火浇注料需同时具有高的断裂强度和热导率，较低的热膨胀系数、弹性模量和泊松比，才具有高的抗热震断裂的能力；此外应适当降低材料的密度和热容以改善陶瓷材料的抗热震性能。 张清纯对 AYTZP陶瓷的 研究表明了抗热震损伤参数 R 39。 39。 39。 39。 对评价材料动态损伤的有效性。 适量微裂纹存在也将有助于改善耐火材料的抗热震损伤性能，例如气孔率为 1020％的非致密耐火材料，热震裂纹形核往往受到气孔的抑制，气孔的存在起着钝化裂纹、减小应力集中的作用；与此相反，致密度高的耐火材料在热震作用下也易于炸裂。 高温工业对耐火制品的热震稳定性指标重视程度越来越高，尤其是对使用在温度变化频繁且温差较大的环境中的耐火制品，提出了严格的要求。 为了改善和提高耐火制品的热震稳定性，总结出改善耐火制品热震稳定性的方法。 1）适当的耐火制品气 孔率 2）控制原料的颗粒级配，并选择低膨胀、高导热的原料 3）增加微细裂纹并形成网络结构 4）添加纤维或晶须，对耐火材料增强增韧 耐火材料的抗热震性问题是很复杂的，至今未能建立起一个十分完善的理论。 因此，任何试图改进耐火材料抗热震性的措施和途径，必须和实际经验相结合。 Kingery 的“临界应力断裂理论”、 Hasselman 的“热震损伤理论”及“断裂开始和裂纹扩展的统一理论”三种理论都反映出材料的抗热震性能受到断裂强度、弹性模量、热导率、热膨胀系数等因素的共同影响，而这些因素又都与其气孔率紧密相关。 Hasselman 也认为，适量微裂纹的存。