抗熱震性是指耐火材料抵抗溫度急劇變化而導(dǎo)致?lián)p傷的能力。曾稱熱震穩(wěn)定性、抗熱沖擊性、抗溫度急變性、耐急冷急熱性等。耐火材料的抗熱震性是其力學(xué)性能和熱學(xué)性能在溫度變化條件下的綜合表現(xiàn)。

耐火材料在使用過程中,經(jīng)常會受到環(huán)境溫度的急劇變化的作用。如鋼包在盛鋼、澆注與停澆過程中,轉(zhuǎn)爐、電爐等煉鋼時(shí)的加料、冶煉、出鋼或停爐中爐溫變化,其他間歇式高溫窯爐或容器在間歇過程中,由于溫度急劇變化,導(dǎo)致爐襯耐火材料產(chǎn)生裂紋、剝落甚至潰壞。此種破壞作用限制了制品和窯爐的加熱和冷卻速度,限制了窯爐操作的強(qiáng)化,是窯爐耐火材料損壞的主要原因之一。

影響耐火材料抗熱震性的因素是非常復(fù)雜的。根據(jù)材料抗熱震斷裂和抗熱震損傷的有關(guān)理論,材料的力學(xué)性能和熱學(xué)性能,如強(qiáng)度、斷裂能、彈性模量、線膨脹系數(shù)、熱導(dǎo)率等是影響其抗熱震性的主要因素。一般來說,耐火材料的線膨脹系數(shù)小,抗熱震性就越好;材料的熱導(dǎo)率(或熱擴(kuò)散率)高,抗熱震性就越好。但對于強(qiáng)度、斷裂能、彈性模量對抗熱震性的影響,則與材料原來是否已存在微裂紋和裂紋的擴(kuò)展等有關(guān)。此外,耐火材料的顆粒組成、致密度、氣孔是否微細(xì)化、氣孔的分布、制品形狀等均對其抗熱震性有影響。材料內(nèi)存在一定數(shù)量的微裂紋和氣孔,有利于其抗熱震性;制品的尺寸大、并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜,會導(dǎo)致其內(nèi)部嚴(yán)重的溫度分布不均和應(yīng)力集中,降低抗熱震性。

基于以上對抗熱震性影響因素的分析,改善材料的抗熱震性可采取以下工藝措施:

(1)原料及外加劑選擇:盡量選用線膨脹系數(shù)低、熱導(dǎo)率高的原料,在不影響材料其他性能的情況下,加入線膨脹系數(shù)低、熱導(dǎo)率高的外

加劑;

(2)材料微觀結(jié)構(gòu)優(yōu)化:如在材料中引入第二相或第二種材料(氧化鋯),利用其相變產(chǎn)生微裂紋達(dá)到增韌的目的;

(3)在滿足使用條件的情況下,盡量制造尺寸小、形狀簡單的制品。對不同種類的耐火材料,抗熱震性的檢測方法也不同,主要包括水急冷法和空氣急冷法