第一、二章 耐火材料組成、結構與性質

1、 耐火材料是冶金、建材、化工、機械等工業(yè)高溫窯耐火材料是冶金、建材、化工、機械等工業(yè)高溫窯爐的重要基礎材料。了解它們的性能并選用合適的耐爐的重要基礎材料。了解它們的性能并選用合適的耐火材料對于生產控制及降低成本有重要的意義。本課火材料對于生產控制及降低成本有重要的意義。本課程介紹常用耐火材料的基本性能，應用范圍以及易懂程介紹常用耐火材料的基本性能，應用范圍以及易懂的生產工藝與原料知識。的生產工藝與原料知識。 耐火材料工業(yè)曾被描繪為冶金工業(yè)和其它高溫行業(yè)耐火材料工業(yè)曾被描繪為冶金工業(yè)和其它高溫行業(yè)的的“支撐工業(yè)支撐工業(yè)”和和“先行工業(yè)先行工業(yè)”。耐火材料是高溫技術。耐火材料是高溫技術的基礎材料，

2、它與高溫技術，尤其是鋼鐵工業(yè)的發(fā)展關的基礎材料，它與高溫技術，尤其是鋼鐵工業(yè)的發(fā)展關系密切。它們相互依存，互為促進，共同發(fā)展。在一定系密切。它們相互依存，互為促進，共同發(fā)展。在一定的條件下，耐火材料的質量、品種對高溫技術發(fā)展起著的條件下，耐火材料的質量、品種對高溫技術發(fā)展起著關鍵作用。關鍵作用。 耐火材料是構筑熱工設備的高溫結構材料，在使用過程中除耐火材料是構筑熱工設備的高溫結構材料，在使用過程中除承受高溫作用外，還不同程度地受到承受高溫作用外，還不同程度地受到機械應力機械應力、熱應力熱應力作用，作用，高溫氣體、熔體高溫氣體、熔體以及以及固體介質的侵蝕、沖刷、磨損固體介質的侵蝕、沖刷、磨損。

3、因此，為了保證熱工設備的正常運行，所選用的耐火材料必因此，為了保證熱工設備的正常運行，所選用的耐火材料必須具備能夠適應各種使用環(huán)境和工況條件的性質。須具備能夠適應各種使用環(huán)境和工況條件的性質。1、傳統的定義：耐火度不小于、傳統的定義：耐火度不小于1580的無機非金屬材料。的無機非金屬材料。2、ISO的定義：耐火度不小于的定義：耐火度不小于1500的非金屬材料及制品。的非金屬材料及制品。一、耐火材料的定義及其性能要求一、耐火材料的定義及其性能要求（一）（一） 定義定義1.1 耐火材料的定義及其性能要求耐火材料的定義及其性能要求（二）（二） 對耐火材料的性能要求及其表征指標對耐火材料的性能要求及其

4、表征指標（1）足夠高的耐火度）足夠高的耐火度 具有在足夠高的溫度下不軟化、不熔融的具有在足夠高的溫度下不軟化、不熔融的性能。性能。表征指標表征指標：耐火度：耐火度（2）足夠高的荷重軟化溫度）足夠高的荷重軟化溫度耐火材料在高溫下能夠承受大荷耐火材料在高溫下能夠承受大荷載及其他熱機械應力，且不喪失結構強度、不發(fā)生變形坍塌的性載及其他熱機械應力，且不喪失結構強度、不發(fā)生變形坍塌的性能。能。表征指標表征指標：荷重軟化溫度：荷重軟化溫度（3）良好的高溫體積穩(wěn)定性）良好的高溫體積穩(wěn)定性在使用過程中，不產生過大的體在使用過程中，不產生過大的體積膨脹或收縮，以免影響高溫設備的結構穩(wěn)定性或嚴密性。積膨脹或收縮，

5、以免影響高溫設備的結構穩(wěn)定性或嚴密性。表征表征指標指標：重燒線變化（：重燒線變化（%）1.1 耐火材料的定義及其性能要求耐火材料的定義及其性能要求（二）（二） 對耐火材料的性能要求及其表征指標對耐火材料的性能要求及其表征指標（4）良好的熱震穩(wěn)定性）良好的熱震穩(wěn)定性耐火材料抵抗溫度急劇變化而不發(fā)生耐火材料抵抗溫度急劇變化而不發(fā)生開裂、剝落的能力。開裂、剝落的能力。表征指標：表征指標：材料的熱膨脹系數和抗熱震性指標材料的熱膨脹系數和抗熱震性指標（5）良好的抗渣性）良好的抗渣性耐火材料在使用過程中抵抗各種侵蝕性物耐火材料在使用過程中抵抗各種侵蝕性物質的化學作用而不被蝕損的能力。質的化學作用而不被蝕損

6、的能力。表征指標表征指標：抗渣性評價：抗渣性評價（6）良好的耐磨性）良好的耐磨性耐火材料在使用過程中，有時會受到高速耐火材料在使用過程中，有時會受到高速流動的火焰、含固體顆粒的煙氣、液態(tài)金屬和熔渣，甚至固體物流動的火焰、含固體顆粒的煙氣、液態(tài)金屬和熔渣，甚至固體物料等物質的直接沖刷或磨蝕作用，因此這時要求耐火材料要具有料等物質的直接沖刷或磨蝕作用，因此這時要求耐火材料要具有良好的耐磨性。良好的耐磨性。表征指標表征指標：耐壓強度和耐磨性（或硬度）指標。：耐壓強度和耐磨性（或硬度）指標。（7）外形和尺寸準確）外形和尺寸準確對定型制品而言。對定型制品而言。 耐火材料品種繁多、用途各異，有必要對耐火材

7、料進行科學分類，耐火材料品種繁多、用途各異，有必要對耐火材料進行科學分類，以便于科學研究、合理選用和管理。耐火材料的分類方法很多，其中主以便于科學研究、合理選用和管理。耐火材料的分類方法很多，其中主要有化學屬性分類法、化學礦物組成分類法、生產工藝和使用部位分類要有化學屬性分類法、化學礦物組成分類法、生產工藝和使用部位分類法、材料形態(tài)分類法等多種方法。法、材料形態(tài)分類法等多種方法。 按化學屬性分類按化學屬性分類按化學礦物組成分類按化學礦物組成分類其他分類方法其他分類方法 耐火材料按化學屬性分可分為耐火材料按化學屬性分可分為酸性耐火材料、中性耐酸性耐火材料、中性耐火材料、堿性耐火材料。火材料、堿性

8、耐火材料。 硅質制品硅質制品半硅質半硅質粘土質粘土質高鋁質高鋁質碳質制品碳質制品鉻質鉻質鎂橄欖石鎂橄欖石鉻鎂質鉻鎂質鎂鋁尖晶石鎂鋁尖晶石鎂鈣質鎂鈣質中性中性酸酸性性漸漸強強堿堿性性漸漸強強 按化學屬性分類對于按化學屬性分類對于了解耐火材料的化學性了解耐火材料的化學性質，判斷耐火材料在實質，判斷耐火材料在實際使用過程中與接觸物際使用過程中與接觸物之間的化學作用情況具之間的化學作用情況具有重要意義。有重要意義。 耐火材料在使用過程中除承受高溫作用外，往往伴隨著熔耐火材料在使用過程中除承受高溫作用外，往往伴隨著熔渣（液態(tài)）及氣體等化學侵蝕。為了保證耐火材料在使用中有渣（液態(tài)）及氣體等化學侵蝕。為了保

9、證耐火材料在使用中有足夠的抗侵蝕能力，選用的耐火材料的化學屬性應與侵蝕介質足夠的抗侵蝕能力，選用的耐火材料的化學屬性應與侵蝕介質的化學屬性相同或接近。的化學屬性相同或接近。1.2.2 按化學礦物組成分類按化學礦物組成分類1.2.2 按化學礦物組成分類按化學礦物組成分類鋯英石材料鋯英石材料氧化鋯材料氧化鋯材料白云石材料白云石材料氧化鎂材料氧化鎂材料含碳耐火材料含碳耐火材料尖晶石耐火材料尖晶石耐火材料鎂鉻耐火材料鎂鉻耐火材料鋁硅系耐火材料：鋁硅系耐火材料：粘土、硅磚粘土、硅磚莫來石、氧化鋁等耐莫來石、氧化鋁等耐火材料火材料耐火材料的化學組成耐火材料的化學組成（1）硅質耐火材料）硅質耐火材料 含含S

10、iO2在在90%以上的材料通常稱為硅質耐火材料以上的材料通常稱為硅質耐火材料，主要包括，主要包括硅磚及熔融石英制品。硅磚及熔融石英制品。硅磚以硅磚以硅石硅石為主要原料生產，主要礦物為主要原料生產，主要礦物組成為組成為磷石英磷石英和和方石英方石英，主要用于焦爐和玻璃窯爐等熱工設備主要用于焦爐和玻璃窯爐等熱工設備的構筑。的構筑。 熔融石英制品以熔融石英為主要原料生產，其主要礦物組成熔融石英制品以熔融石英為主要原料生產，其主要礦物組成為石英玻璃。由于石英玻璃的膨脹系數很小，因此熔融石英制為石英玻璃。由于石英玻璃的膨脹系數很小，因此熔融石英制品具有優(yōu)良的抗熱沖擊能力。品具有優(yōu)良的抗熱沖擊能力。1.2.

11、2 按化學礦物組成分類按化學礦物組成分類 SiO2Al2O3系礦物是重要的耐火原料。根據從系礦物是重要的耐火原料。根據從Al2O3含量含量的不同，可將硅酸鋁質耐火材料劃分為不同的種類。的不同，可將硅酸鋁質耐火材料劃分為不同的種類。 表表1 SiO2Al2O3系耐火材料系耐火材料1.2.2 按化學礦物組成分類按化學礦物組成分類（2）硅酸鋁質耐火材料）硅酸鋁質耐火材料（3）鎂質耐火材料）鎂質耐火材料 鎂質耐火材料是指以鎂質耐火材料是指以鎂砂鎂砂為主要原料，以為主要原料，以方鎂石方鎂石為主晶相，為主晶相，MgO含量大于含量大于80%的堿性耐火材料。的堿性耐火材料。1.2.2 按化學礦物組成分類按化學

12、礦物組成分類（4）白云石質耐火材料）白云石質耐火材料 以天然白云石為主要原料生產的堿性耐火材料稱為白云石質以天然白云石為主要原料生產的堿性耐火材料稱為白云石質耐火材料。耐火材料。主要化學成分為主要化學成分為30-42%的的MgO和和40-60%的的CaO，二者之和一般應大于二者之和一般應大于90%。其主要礦物成分為方鎂石和方鈣石。其主要礦物成分為方鎂石和方鈣石（氧化鈣）。（氧化鈣）。（5）碳復合耐火材料）碳復合耐火材料 碳復合耐火材料是指以不同形態(tài)的碳素材料與相應的耐火碳復合耐火材料是指以不同形態(tài)的碳素材料與相應的耐火氧化物復合生產的耐火材料。一般而言，碳復合材料主要包括氧化物復合生產的耐火材

13、料。一般而言，碳復合材料主要包括鎂碳制品、鎂鋁碳制品、鋯碳制品、鋁碳制品等。鎂碳制品、鎂鋁碳制品、鋯碳制品、鋁碳制品等。 1.2.2 按化學礦物組成分類按化學礦物組成分類（6）含鋯耐火材料）含鋯耐火材料 含鋯耐火材料是指以氧化鋯（含鋯耐火材料是指以氧化鋯（ZrO2）、鋯英石等含鋯材料為原料）、鋯英石等含鋯材料為原料生產的耐火材料。含鋯耐火材料制品通常包括鋯英石制品、鋯莫來石生產的耐火材料。含鋯耐火材料制品通常包括鋯英石制品、鋯莫來石制品、鋯剛玉制品等。制品、鋯剛玉制品等。1.2.2 按化學礦物組成分類按化學礦物組成分類（7）特種耐火材料）特種耐火材料 （高技術陶瓷）（高技術陶瓷） 上述分類所不

14、能包括的材料，此類材料除其化學組成比較特殊，上述分類所不能包括的材料，此類材料除其化學組成比較特殊，不宜歸類到上述類別中外，通常它們還具有各自的較為突出的特點，不宜歸類到上述類別中外，通常它們還具有各自的較為突出的特點，如優(yōu)良的熱震穩(wěn)定性、抗渣性等，利用這些特點往往用于特定的使用如優(yōu)良的熱震穩(wěn)定性、抗渣性等，利用這些特點往往用于特定的使用條件。特種耐火材料又可分為如下品種：條件。特種耐火材料又可分為如下品種： 碳質制品：碳質制品：包括碳磚和石墨制品；包括碳磚和石墨制品； 純氧化物制品：純氧化物制品：包括氧化鋁制品、氧化鋯制品、氧化鈣制品等；包括氧化鋁制品、氧化鋯制品、氧化鈣制品等； 非氧化物制

15、品：非氧化物制品：包括碳化硅、碳化硼、氮化硅、氮化硼、硼化鋯、包括碳化硅、碳化硼、氮化硅、氮化硼、硼化鋯、硼化鈦、塞隆硼化鈦、塞隆(Sialon）、阿?。?、阿隆(Alon)制品等；制品等； 1.2.2 按化學礦物組成分類按化學礦物組成分類 1.2.3 其他分類方法其他分類方法不燒磚不燒磚烘烤烘烤混混 合合不定型耐火材料不定型耐火材料熔鑄制品熔鑄制品混合混合熔融熔融澆注澆注退火處理退火處理機加工機加工混合混合熔融熔融噴吹噴吹收棉收棉除渣除渣耐火纖維耐火纖維燒成磚燒成磚燒成燒成原料原料 配料配料混練混練成型成型干燥干燥破粉碎破粉碎困料困料1.4 我國耐火材料工業(yè)現狀及展望我國耐火材料工業(yè)現狀及展望

16、 （1 1）耐火原料及制品產量穩(wěn)步增長，基本滿足了高溫工業(yè)）耐火原料及制品產量穩(wěn)步增長，基本滿足了高溫工業(yè)生產發(fā)展的需要。生產發(fā)展的需要。 2010年，全國耐火材料進口量、僅占國內耐火材料需求量年，全國耐火材料進口量、僅占國內耐火材料需求量的的0.012%，足以證明國內耐火材料產品的數量、品種和質量，足以證明國內耐火材料產品的數量、品種和質量等可以滿足國內高溫工業(yè)生產運行和技術發(fā)展的需要。等可以滿足國內高溫工業(yè)生產運行和技術發(fā)展的需要。 2010年世界主要耐火材料生產國的年產量情況年世界主要耐火材料生產國的年產量情況我國九五及十五期間耐火制品的出口量變化情況我國九五及十五期間耐火制品的出口量變

17、化情況（2）產品結構進一步改善，企業(yè)自主創(chuàng)新能力明顯增強。）產品結構進一步改善，企業(yè)自主創(chuàng)新能力明顯增強。節(jié)能型產品節(jié)能型產品(生產過程節(jié)能或使用過程節(jié)能生產過程節(jié)能或使用過程節(jié)能)產品產量增加，產品產量增加，如不定型耐火材料產量達到如不定型耐火材料產量達到841萬噸，占耐火材料總量的萬噸，占耐火材料總量的33.1%；陶瓷纖維近年發(fā)展迅速，；陶瓷纖維近年發(fā)展迅速，2008年產量已經達到年產量已經達到40萬萬噸，占到全球總量的噸，占到全球總量的47%，2009年提升至年提升至48%。（3）企業(yè)聯合重組步伐加快，形成了幾個具有較強競爭力）企業(yè)聯合重組步伐加快，形成了幾個具有較強競爭力的大型耐材企業(yè)

18、。的大型耐材企業(yè)。 “十一五十一五”期間是耐材行業(yè)聯合重組最快的期間是耐材行業(yè)聯合重組最快的5年，年， 跨省市的聯合重跨省市的聯合重組取得了突破性進展。繼營口青花集團與上海二耐，山西西小坪與組取得了突破性進展。繼營口青花集團與上海二耐，山西西小坪與上海泰山，北京通達與鞏義中原聯合重組之后，濮耐股份與上海寶上海泰山，北京通達與鞏義中原聯合重組之后，濮耐股份與上海寶明、昆鋼耐火，明、昆鋼耐火， 北京利爾與包鋼耐火，北京瑞泰與河南火寶，新北京利爾與包鋼耐火，北京瑞泰與河南火寶，新密榮耀實現了跨省市聯合重組。通過聯合重組，優(yōu)勢企業(yè)規(guī)模迅速密榮耀實現了跨省市聯合重組。通過聯合重組，優(yōu)勢企業(yè)規(guī)模迅速擴大，

19、競爭能力明顯增強，目前，企業(yè)跨區(qū)域聯合重組的勢頭仍在擴大，競爭能力明顯增強，目前，企業(yè)跨區(qū)域聯合重組的勢頭仍在繼續(xù)。繼續(xù)。 （4）耐材工業(yè)發(fā)展的）耐材工業(yè)發(fā)展的“瓶頸瓶頸”日趨突出，深層次結構日趨突出，深層次結構性矛盾日趨顯現。性矛盾日趨顯現。 如鋁礬土資源配置不盡合理，總體資源利用率不高，產能結構性如鋁礬土資源配置不盡合理，總體資源利用率不高，產能結構性過剩導致市場混亂無序競爭，原材料價格高幅上漲，生產企業(yè)生過剩導致市場混亂無序競爭，原材料價格高幅上漲，生產企業(yè)生產成本壓力加大等。產成本壓力加大等。 （1）產業(yè)特點）產業(yè)特點：中小企業(yè)眾多，產業(yè)集中度低，生產規(guī)模小。中小企業(yè)眾多，產業(yè)集中度低

20、，生產規(guī)模小。產值超過產值超過15億以上全國只有青花集團一家。但產能過剩，且落后億以上全國只有青花集團一家。但產能過剩，且落后產能占相當比例。產能占相當比例。（2）產業(yè)布局）產業(yè)布局：主要分布在河南、山東、遼寧等耐火原料所主要分布在河南、山東、遼寧等耐火原料所在地，與所服務的高溫行業(yè)的布局不相匹配。在地，與所服務的高溫行業(yè)的布局不相匹配。4.88%49.58%15.35%2.7%1.76%16.16%5.81%2.03%1.75% 河南河南山東山東遼寧遼寧北京北京河北河北山西山西江蘇江蘇浙江浙江其它其它2009年主要耐材生產省(市)產量情況（3）產品質量）產品質量：原材料波動、產品質量穩(wěn)定性與

21、國外先進水原材料波動、產品質量穩(wěn)定性與國外先進水平相比波動較大。平相比波動較大。（4）產品結構）產品結構：以定形制品為主，低耗能產品和節(jié)能隔熱材以定形制品為主，低耗能產品和節(jié)能隔熱材料比例偏低。料比例偏低。日本日本2008年耐火材料總產量為約年耐火材料總產量為約120萬噸，定形制品占總萬噸，定形制品占總產量的產量的24.6%，不定形產品的比例為，不定形產品的比例為75.4% 。我國當年的。我國當年的情況是：致密定形耐火制品比重為情況是：致密定形耐火制品比重為64.3%，不定形耐火制，不定形耐火制品僅占品僅占33.8%。不定形耐火材料的特點是生產過程節(jié)能、減少二氧化碳的不定形耐火材料的特點是生產

22、過程節(jié)能、減少二氧化碳的排放，減少了占總能耗的排放，減少了占總能耗的70%的燒成過程能耗。世界發(fā)達的燒成過程能耗。世界發(fā)達國家的應用不定形耐火材料的比重大多在國家的應用不定形耐火材料的比重大多在50%以上。以上。（6）節(jié)能與環(huán)保）節(jié)能與環(huán)保：存在生產過程能耗較大、粉塵較大等能耗存在生產過程能耗較大、粉塵較大等能耗環(huán)保問題。環(huán)保問題。（5）裝備水平）裝備水平：與國外先進水平相比，耐火材料行業(yè)裝備較與國外先進水平相比，耐火材料行業(yè)裝備較落后，影響著耐火制品的質量穩(wěn)定性。落后，影響著耐火制品的質量穩(wěn)定性。（7）綠色環(huán)保耐火材料品種少，耐火材料的循環(huán)利用）綠色環(huán)保耐火材料品種少，耐火材料的循環(huán)利用率低

23、。率低。（8）耐火原料資源綜合利用率低，浪費嚴重。）耐火原料資源綜合利用率低，浪費嚴重。 基本指導思想：基本指導思想：以科學發(fā)展為主題，以科學發(fā)展為主題，以控制生產總量以控制生產總量為前提，以自主創(chuàng)新為主線，為前提，以自主創(chuàng)新為主線，以滿足我國高溫工業(yè)的發(fā)以滿足我國高溫工業(yè)的發(fā)展需要和國際市場的需求為重點，展需要和國際市場的需求為重點，促進產業(yè)結構調整，促進產業(yè)結構調整，建立可持續(xù)發(fā)展模式。樹立循環(huán)經濟的理念，推進建立可持續(xù)發(fā)展模式。樹立循環(huán)經濟的理念，推進“綠綠色耐材色耐材”戰(zhàn)略。加快優(yōu)化品種、完善產品標準體系，戰(zhàn)略。加快優(yōu)化品種、完善產品標準體系，淘淘汰落后生產工藝和裝備，汰落后生產工藝和

24、裝備，增強自主創(chuàng)新能力，增強自主創(chuàng)新能力，突破行業(yè)突破行業(yè) 重大、共性、關鍵性技術，重大、共性、關鍵性技術，推動耐火材料科技進步，促推動耐火材料科技進步，促進節(jié)能減排、清潔生產。進節(jié)能減排、清潔生產。培育龍頭企業(yè)，促進耐火材料培育龍頭企業(yè)，促進耐火材料產業(yè)向集團化、規(guī)模化、集約化方向發(fā)產業(yè)向集團化、規(guī)?；⒓s化方向發(fā) 展。展。 1. 產品開發(fā)方面：產品開發(fā)方面：大力大力發(fā)展以高效、功能化、節(jié)能、環(huán)保為發(fā)展以高效、功能化、節(jié)能、環(huán)保為特征的先進耐火材料，優(yōu)化產品結構。特征的先進耐火材料，優(yōu)化產品結構。 發(fā)展趨勢：發(fā)展趨勢：2. 優(yōu)化產業(yè)結構。優(yōu)化產業(yè)結構。通過兼并重組，淘汰落后產能，逐步整合通

25、過兼并重組，淘汰落后產能，逐步整合現有產業(yè)資源，提高產業(yè)集約程度；引導大企業(yè)開展產業(yè)技術的集現有產業(yè)資源，提高產業(yè)集約程度；引導大企業(yè)開展產業(yè)技術的集成創(chuàng)新，面向低碳、新材料等新興產業(yè)，拓展新的應用領域，提高成創(chuàng)新，面向低碳、新材料等新興產業(yè)，拓展新的應用領域，提高產業(yè)的核心競爭力。產業(yè)的核心競爭力。 3. 進一步提高整個行業(yè)的技術裝備水平。進一步提高整個行業(yè)的技術裝備水平。今后要重點研今后要重點研究開發(fā)耐火材料生產自動化技術及裝備、特種耐火材料成型技術和究開發(fā)耐火材料生產自動化技術及裝備、特種耐火材料成型技術和裝備、耐火材料窯爐節(jié)能技術和裝備、不定形耐火裝備、耐火材料窯爐節(jié)能技術和裝備、不定

26、形耐火 材料施工裝備材料施工裝備及技術、新型耐火材料檢測技術及裝備等。及技術、新型耐火材料檢測技術及裝備等。 4. 大力提高耐火原料資源的綜合利用率。大力提高耐火原料資源的綜合利用率。合理利用粉礦合理利用粉礦、低品位礦石、節(jié)約資源是耐火材料行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的緊迫任務。、低品位礦石、節(jié)約資源是耐火材料行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的緊迫任務。另外，廢棄耐火材料的處理及循環(huán)利用對環(huán)境保護、節(jié)能生產和資另外，廢棄耐火材料的處理及循環(huán)利用對環(huán)境保護、節(jié)能生產和資源的高效利用意義重大。源的高效利用意義重大。 發(fā)展趨勢：發(fā)展趨勢：5. 提高節(jié)能減排和清潔生產水平。提高節(jié)能減排和清潔生產水平。今后要重點開發(fā)和推今后要重點開發(fā)

27、和推廣新型節(jié)能爐窯，開發(fā)綜合節(jié)能技術，開展廣新型節(jié)能爐窯，開發(fā)綜合節(jié)能技術，開展“三廢三廢”的排放控制和的排放控制和“三廢三廢”資源化回收利用等。資源化回收利用等。 另外，還要加快發(fā)展基于我國資源特點的優(yōu)質合成原料，形成另外，還要加快發(fā)展基于我國資源特點的優(yōu)質合成原料，形成完整的燒結、還原氮化、電熔等合成原料新工藝，滿足新型耐火材完整的燒結、還原氮化、電熔等合成原料新工藝，滿足新型耐火材料的發(fā)展需要。料的發(fā)展需要。 發(fā)展趨勢：發(fā)展趨勢：6. 大力加強行業(yè)標準體系建設。大力加強行業(yè)標準體系建設。 隨著耐火行業(yè)的技術進步，我國耐火材料行業(yè)標準在知識產權隨著耐火行業(yè)的技術進步，我國耐火材料行業(yè)標準在

28、知識產權保護、行業(yè)發(fā)展引導、資源共享、企業(yè)參與、標準執(zhí)行、國際接軌保護、行業(yè)發(fā)展引導、資源共享、企業(yè)參與、標準執(zhí)行、國際接軌等方面，與我國實際的耐火材料生產規(guī)模不相稱，耐火材料的標準等方面，與我國實際的耐火材料生產規(guī)模不相稱，耐火材料的標準體系需要進一步完善，使之更加科學合理。體系需要進一步完善，使之更加科學合理。 今后要加強行業(yè)標準體系建設，制定和完善行業(yè)國家標準、技今后要加強行業(yè)標準體系建設，制定和完善行業(yè)國家標準、技術規(guī)范及行業(yè)準入政策，加強知識產權保護，引導產業(yè)健康發(fā)展。術規(guī)范及行業(yè)準入政策，加強知識產權保護，引導產業(yè)健康發(fā)展。發(fā)展重點是：發(fā)展重點是：制訂行業(yè)準入標準；制訂制訂行業(yè)準入

29、標準；制訂“節(jié)能、環(huán)境友好節(jié)能、環(huán)境友好”等新型等新型耐火材料產品標準及能耗標準；積極推進具有我國自主知識產權的耐火材料產品標準及能耗標準；積極推進具有我國自主知識產權的標準工作，爭取檢驗方法標準進入國際標準，產品標準達到國際先標準工作，爭取檢驗方法標準進入國際標準，產品標準達到國際先進水平，基礎標準與國際標準接軌。進水平，基礎標準與國際標準接軌。 各國的檢驗標準有所不同，由于實驗室條件下的檢驗和實際有各國的檢驗標準有所不同，由于實驗室條件下的檢驗和實際有一定的差距；實驗室的檢驗結果僅起到預測作用。一定的差距；實驗室的檢驗結果僅起到預測作用。 俄羅斯：俄羅斯：TOCT 日日 本：本： JIS（

30、Japanese Industrial Standards） 英英 國：國： BSI（British Standards Institution） 美美 國：國：ASTM（American Society of Testing Materials） 中中 國：國：GB 耐火材料的性質主要包括耐火材料的性質主要包括化學化學- -礦物組成、組織結構、力學礦物組成、組織結構、力學性質、熱學性質及高溫使用性質等性質、熱學性質及高溫使用性質等。根據這些性質可以根據這些性質可以預測預測耐火材耐火材料在高溫環(huán)境下的使用情況。同樣地，料在高溫環(huán)境下的使用情況。同樣地，通常也要根據熱工設備的通常也要根據熱工設備

31、的工工作性質作性質與與操作環(huán)境操作環(huán)境，來研制、設計、生產或選擇能適應操作環(huán)境、，來研制、設計、生產或選擇能適應操作環(huán)境、滿足使用要求的耐火材料滿足使用要求的耐火材料。 材料的顯微結構系指在顯微鏡下所能觀察到的組織結構，其內容通材料的顯微結構系指在顯微鏡下所能觀察到的組織結構，其內容通常包括：物相的種類；各相的含量、形狀、大小、分布狀況（即各相之常包括：物相的種類；各相的含量、形狀、大小、分布狀況（即各相之間的空間分布即取向關系）等。間的空間分布即取向關系）等。 所以，從微觀上看，耐火材料是由主晶相和基質兩部分組成的多相所以，從微觀上看，耐火材料是由主晶相和基質兩部分組成的多相系統。所謂系統。

32、所謂 “基質基質”，是指填充于主晶相之間的物質，或者說是除主，是指填充于主晶相之間的物質，或者說是除主晶相以外的物質，它包括玻璃相和次晶相。晶相以外的物質，它包括玻璃相和次晶相。主晶相主晶相基質基質a: 由硅酸鹽（硅酸鹽晶體由硅酸鹽（硅酸鹽晶體 和和 玻璃體）結合物膠結主晶相顆粒的組織結構。玻璃體）結合物膠結主晶相顆粒的組織結構。 b: 由晶體由晶體(次晶相次晶相)直接結合主晶相顆粒的組織結構。直接結合主晶相顆粒的組織結構。 因此，絕大多數耐火材料按其礦物組成的屬性可以分為兩類：一類因此，絕大多數耐火材料按其礦物組成的屬性可以分為兩類：一類是同時含有晶相和玻璃相的制品，如粘土磚、硅磚、高鋁磚等

33、，具有是同時含有晶相和玻璃相的制品，如粘土磚、硅磚、高鋁磚等，具有a型型的顯微組織結構，基質由一些細晶和玻璃相構成（的顯微組織結構，基質由一些細晶和玻璃相構成（陶瓷結合制品陶瓷結合制品）。）。 直接結合結構類型（直接結合結構類型（b）的制品的高溫使用性能（高溫力學強度、）的制品的高溫使用性能（高溫力學強度、熱震穩(wěn)定性、抗渣性等）要比熱震穩(wěn)定性、抗渣性等）要比a型結構的制品好得多。型結構的制品好得多。主晶相主晶相基質基質另一類是僅含晶相的耐火制品，其基質由細晶粒構成，如鎂磚、鉻鎂磚另一類是僅含晶相的耐火制品，其基質由細晶粒構成，如鎂磚、鉻鎂磚等堿性耐火材料。后者具有等堿性耐火材料。后者具有b型的

34、顯微組織結構型的顯微組織結構, 也稱為也稱為“直接結合制直接結合制品品”。 從宏微觀上看，耐火材料是由固相（包括晶相和玻璃相）與氣孔兩從宏微觀上看，耐火材料是由固相（包括晶相和玻璃相）與氣孔兩部分組成的非均質體。其中各種形狀和大小的氣孔與固相之間的宏觀關部分組成的非均質體。其中各種形狀和大小的氣孔與固相之間的宏觀關系（數量、分布情況等）構成了材料的宏觀組織結構。系（數量、分布情況等）構成了材料的宏觀組織結構。耐火制品中的氣孔類型：耐火制品中的氣孔類型：1 封閉氣孔；封閉氣孔；2 開口氣孔；開口氣孔；3 貫通氣孔貫通氣孔（一）（一） 氣孔率氣孔率材料中的氣孔類型材料中的氣孔類型開口氣孔開口氣孔貫

35、通氣孔貫通氣孔1.2. 氣孔率大小、氣孔形狀及分布狀態(tài)對材料性能的影響氣孔率大小、氣孔形狀及分布狀態(tài)對材料性能的影響 真氣孔率真氣孔率 = (總氣孔率）總氣孔率）V1+V2V0100% 顯氣孔率顯氣孔率 = (開口氣孔率）開口氣孔率）V1V0100%V0: 制品總體積制品總體積V1: 制品中的開放氣孔體積制品中的開放氣孔體積V2 : 制品中的封閉氣孔體積制品中的封閉氣孔體積開放氣孔開放氣孔封閉氣孔封閉氣孔3. 氣孔率：氣孔率：（一）（一） 氣孔率氣孔率 在一般情況下在一般情況下, , 開放氣孔體積占總體積的絕大多數，封閉氣孔開放氣孔體積占總體積的絕大多數，封閉氣孔很少且難以直接測定，故常采用顯

36、氣孔率來表征制品的致密程度。很少且難以直接測定，故常采用顯氣孔率來表征制品的致密程度。（二）（二） 吸水率吸水率 吸水率實際上是反映制品中開放氣孔量的一個技術指標。由于吸水率實際上是反映制品中開放氣孔量的一個技術指標。由于其便于測定，在生產中常被采用于表征原料或制品的燒結程度。燒其便于測定，在生產中常被采用于表征原料或制品的燒結程度。燒結良好的制品或原料，其吸水率應很低。結良好的制品或原料，其吸水率應很低。測定吸水率的意義：測定吸水率的意義：判斷原料或制品質量的好壞、燒結與否、是否判斷原料或制品質量的好壞、燒結與否、是否致密。同時可以預測耐火材料的抗渣性、透氣性能和熱震穩(wěn)定性能。致密。同時可以

37、預測耐火材料的抗渣性、透氣性能和熱震穩(wěn)定性能。G1: 制品中開放氣孔吸滿的水重量制品中開放氣孔吸滿的水重量G : 制品的干燥質量制品的干燥質量吸水率的定義：吸水率的定義：制品中全部開放氣孔吸滿水的重量與制品的制品中全部開放氣孔吸滿水的重量與制品的干燥質量之比。干燥質量之比。 氣孔率和吸水率指標都只能反映制品中的氣孔體積的大小，氣孔率和吸水率指標都只能反映制品中的氣孔體積的大小，而不能反映氣孔的大小、形狀和分布狀態(tài)。而不能反映氣孔的大小、形狀和分布狀態(tài)。G1G100%吸水率吸水率=（三）（三） 體積密度體積密度 2. 體積密度也是反映制品致密程度的一個主要指標。它實體積密度也是反映制品致密程度的

38、一個主要指標。它實際上是制品中的氣孔體積量和礦物組成的綜合反映。當制品際上是制品中的氣孔體積量和礦物組成的綜合反映。當制品的化學礦物組成一定時，體積密度越大，則意味著制品的燒的化學礦物組成一定時，體積密度越大，則意味著制品的燒結程度越高。結程度越高。 體積密度體積密度=GV（g/cm3）G: 制品干燥質量制品干燥質量V : 制品的總體積制品的總體積1. 體積密度的定義：體積密度的定義：制品的干燥質量與其總體積之比，即單制品的干燥質量與其總體積之比，即單位體積的質量（位體積的質量（g/cm3）。）。 體積密度與制品性能的關系：力學性能、熱學性能（導體積密度與制品性能的關系：力學性能、熱學性能（導

39、熱性、熱容）熱性、熱容）（g/cm3）（四）（四） 真密度真密度定義：不包括氣孔在內的制品單位體積的質量（定義：不包括氣孔在內的制品單位體積的質量（g/cm3）。）。V: 制品總體積制品總體積V1: 制品中的開放氣孔體積制品中的開放氣孔體積V2 : 制品中的封閉氣孔體積制品中的封閉氣孔體積GV（V1+V2）真密度真密度=（五）透氣度（五）透氣度 透氣度是表示氣體通過耐火制品難易程度的特征值，其物理意義是透氣度是表示氣體通過耐火制品難易程度的特征值，其物理意義是在一定時間內和一定壓差下透過一定斷面和厚度的試樣的氣體量：在一定時間內和一定壓差下透過一定斷面和厚度的試樣的氣體量：式中：式中：Q 為氣

40、體透過的數量（升）；為氣體透過的數量（升）； d 為式樣的厚度（米）；為式樣的厚度（米）； A 為試樣的橫截面積（平方米）；為試樣的橫截面積（平方米）； t 為氣體透過時間（小時）；為氣體透過時間（小時）； P1-P2 為試樣兩端氣體壓力差（毫米水柱）；為試樣兩端氣體壓力差（毫米水柱）； K 為透氣度系數，也稱透氣率（升為透氣度系數，也稱透氣率（升米米/米米2毫米水柱毫米水柱小時）小時） dtAPPKQ)(21顯然，透氣度與制品中的氣孔數量、大小、形狀及分布狀態(tài)（開放態(tài)顯然，透氣度與制品中的氣孔數量、大小、形狀及分布狀態(tài)（開放態(tài)或封閉態(tài)）有關?；蚍忾]態(tài)）有關。（五）透氣度（五）透氣度另外，氣體

41、的透過量與其粘度也有關另外，氣體的透過量與其粘度也有關透過量透過量Q與氣體粘度與氣體粘度 成成反比。而氣體粘度通常隨溫度升高而增大，因此，反比。而氣體粘度通常隨溫度升高而增大，因此，Q 將隨溫度的將隨溫度的升高而減小。為此，引入升高而減小。為此，引入“絕對透氣度系數絕對透氣度系數” 或或 “絕對透氣率絕對透氣率”, 它與它與 K 的關系如下：的關系如下： 通常，耐火材料的透氣性用其透氣度系數通常，耐火材料的透氣性用其透氣度系數 K 來衡量：來衡量：K = (P1P2) A tQ d = K式中式中 為透過氣體的粘度。為透過氣體的粘度。 耐火材料的力學性質是指制品在不同條件下的強度、耐火材料的力

42、學性質是指制品在不同條件下的強度、彈性模量、斷裂韌性等物理指標，表征了彈性模量、斷裂韌性等物理指標，表征了耐火材料抵抗耐火材料抵抗外力造成的形變和應力而不破壞的能力外力造成的形變和應力而不破壞的能力。 耐火材料的力學性質通常包括耐壓強度、抗折強度、耐火材料的力學性質通常包括耐壓強度、抗折強度、扭轉強度、耐磨性、彈性模量及高溫蠕變性等。扭轉強度、耐磨性、彈性模量及高溫蠕變性等。 E（一）彈性模量與泊松比（一）彈性模量與泊松比 材料在其彈性范圍內，在荷載材料在其彈性范圍內，在荷載（應力）作用下產生變形（應力）作用下產生變形（應變），當荷載去除后，材料仍恢復原來的形狀和尺寸，此時應（應變），當荷載去

43、除后，材料仍恢復原來的形狀和尺寸，此時應力和應變的比值稱為力和應變的比值稱為彈性模量彈性模量，也稱，也稱楊氏模量楊氏模量。E E 亦即材料在應力亦即材料在應力作用下發(fā)生彈性變形時的應力與應變之比，它表示了材料抵抗變形作用下發(fā)生彈性變形時的應力與應變之比，它表示了材料抵抗變形的能力：的能力： 式中：式中：E 彈性模量；彈性模量； 材料所受應力；材料所受應力； 材料相對長度變化。材料相對長度變化。 ll 材料的彈性模量材料的彈性模量 E E 在一定條件下是一個定值，即與外力的大在一定條件下是一個定值，即與外力的大小無關，屬于材料的固有力學性質。從上式可以看出，材料的彈性小無關，屬于材料的固有力學性

44、質。從上式可以看出，材料的彈性模量愈大，在相同的應力下應變愈小。模量愈大，在相同的應力下應變愈小。 彈性模量是材料的重要彈性力學參數，它是材料中原子間結彈性模量是材料的重要彈性力學參數，它是材料中原子間結合（鍵合）強度的反映。鍵合愈強，使得原子間距增大所需的應力合（鍵合）強度的反映。鍵合愈強，使得原子間距增大所需的應力愈大，因而材料的彈性模量就較高。愈大，因而材料的彈性模量就較高。 所以，彈性模量的大小是衡量材料在彈性范圍內受到應力破所以，彈性模量的大小是衡量材料在彈性范圍內受到應力破壞之前所產生的應變量，在很大程度上反映了材料的結構特征。彈壞之前所產生的應變量，在很大程度上反映了材料的結構特

45、征。彈性模量小的材料可以允許有較大的應變而不破壞，反之允許的應變性模量小的材料可以允許有較大的應變而不破壞，反之允許的應變量就小，因此彈性模量與材料由于溫度梯度造成的熱應力有直接的量就小，因此彈性模量與材料由于溫度梯度造成的熱應力有直接的關系，也就對材料的熱震穩(wěn)定性有直接的影響。一般地，材料的彈關系，也就對材料的熱震穩(wěn)定性有直接的影響。一般地，材料的彈性模量與其熱震穩(wěn)定性呈反比關系。性模量與其熱震穩(wěn)定性呈反比關系。 泊松比泊松比 是指材料在拉伸試驗中，由均勻分布的縱向應力所是指材料在拉伸試驗中，由均勻分布的縱向應力所引起的所產生的橫向應變引起的所產生的橫向應變A A與縱向應變與縱向應變 L L

46、之比：之比： = L- A 泊松比泊松比 也叫橫向變形也叫橫向變形系數，它是反映材料橫向系數，它是反映材料橫向變形的彈性常數。大多數變形的彈性常數。大多數無機材料的無機材料的 值介于值介于 0.20.250.20.25。（二）耐壓強度（二）耐壓強度 耐火材料的耐壓強度包括常溫耐壓強度和高溫耐壓強度，分別是耐火材料的耐壓強度包括常溫耐壓強度和高溫耐壓強度，分別是指常溫和高溫條件下，耐火材料單位面積上所能承受的最大壓力，以指常溫和高溫條件下，耐火材料單位面積上所能承受的最大壓力，以牛頓牛頓/ /毫米毫米2 2（或（或MPaMPa）表示?？砂聪率接嬎悖海┍硎??？砂聪率接嬎悖?式中式中 S S 耐火制

47、品的耐壓強度，單位：耐火制品的耐壓強度，單位：MPaMPa； P P 試樣破壞時所承受的極限壓力，試樣破壞時所承受的極限壓力，N N； A A 試樣承受載荷的面積，試樣承受載荷的面積，mmmm2 2。 S壓壓 = PA(MPa)PA（三）抗折強度（三）抗折強度 耐火材料的抗折強度包括常溫抗折強度和高溫抗折強度，分別耐火材料的抗折強度包括常溫抗折強度和高溫抗折強度，分別是指常溫和高溫條件下，耐火材料單位截面積上所能承受的極限彎是指常溫和高溫條件下，耐火材料單位截面積上所能承受的極限彎曲應力，以牛頓曲應力，以牛頓/ /毫米毫米2 2（或（或MPaMPa）表示。它表征的是材料在常溫或高）表示。它表征

48、的是材料在常溫或高溫條件下抵抗彎矩的能力，采用溫條件下抵抗彎矩的能力，采用三點彎曲法三點彎曲法測量時，可按下式計算：測量時，可按下式計算： 式中：式中： R 抗折強度，抗折強度，N/mm2（MPa）；）； W 試樣斷裂時所施加的最大載荷，試樣斷裂時所施加的最大載荷，N； l 試樣底面兩支撐點之間的距離，試樣底面兩支撐點之間的距離，mm； b 上刀口部位試樣的寬度，上刀口部位試樣的寬度，mm； d 上刀口部位試樣的厚度上刀口部位試樣的厚度mm。 223bdWlR bWLd 常溫耐壓強度指標通?？梢苑从成a中工藝制度的變動。高常溫耐壓強度指標通?？梢苑从成a中工藝制度的變動。高的常溫耐壓強度表明制

49、品的坯料加工質量、成型坯體結構的均一的常溫耐壓強度表明制品的坯料加工質量、成型坯體結構的均一性及磚體燒結情況良好。因此，常溫耐壓強度也是檢驗現行工藝性及磚體燒結情況良好。因此，常溫耐壓強度也是檢驗現行工藝狀況和制品均一性的可靠指標。狀況和制品均一性的可靠指標。 耐火材料的高溫耐壓強度則反映了耐火材料在高溫下結合狀耐火材料的高溫耐壓強度則反映了耐火材料在高溫下結合狀態(tài)的變化。特別是加入一定數量結合劑的耐火可塑料和澆注料，態(tài)的變化。特別是加入一定數量結合劑的耐火可塑料和澆注料，由于溫度升高，結合狀態(tài)發(fā)生變化時，高溫耐壓強度的測定更為由于溫度升高，結合狀態(tài)發(fā)生變化時，高溫耐壓強度的測定更為有用。有用

50、。 耐火材料在使用時很少由于常溫下的靜荷重而破壞。但是，耐火材料在使用時很少由于常溫下的靜荷重而破壞。但是，由于常溫耐壓強度和抗折強度可以反映制品的燒結程度、耐磨性，由于常溫耐壓強度和抗折強度可以反映制品的燒結程度、耐磨性，以及組織結構情況，而且它們的測定也簡單易行，因此，實際生以及組織結構情況，而且它們的測定也簡單易行，因此，實際生產中，產中，常溫耐壓強度和抗折強度是常測的兩項指標。常溫耐壓強度和抗折強度是常測的兩項指標。（四）斷裂韌性（四）斷裂韌性 韌性是指材料在塑性變形和斷裂的全過程中吸收能量的能力，韌性是指材料在塑性變形和斷裂的全過程中吸收能量的能力，是材料強度和塑性的綜合表現。是材料

51、強度和塑性的綜合表現。 衡量材料韌性的力學性能指標稱之為韌度。我們考察較多的衡量材料韌性的力學性能指標稱之為韌度。我們考察較多的是材料的沖擊韌性和斷裂韌性，與之對應的力學性能指標為沖是材料的沖擊韌性和斷裂韌性，與之對應的力學性能指標為沖擊韌度（擊韌度（k）和斷裂韌度（）和斷裂韌度（KIC）。）。 沖擊韌性是用來評價材料在沖擊載荷作用下的脆斷傾向的，沖擊韌性是用來評價材料在沖擊載荷作用下的脆斷傾向的，它是指材料在沖擊加載下吸收塑性變形功和斷裂功的能力。它是指材料在沖擊加載下吸收塑性變形功和斷裂功的能力。KIC=Yca1/2Y-Y-與裂紋形狀及加載方式有關的量c c- 裂紋失穩(wěn)擴展的應力，即斷裂應

52、力a -a -材料內部裂紋長度的一半（四）斷裂韌性（四）斷裂韌性 P - P - 氣孔率氣孔率f f- - 材料斷裂強度材料斷裂強度0 0 - - 氣孔率為氣孔率為 0 0 時的強度時的強度（四）斷裂韌性（四）斷裂韌性f = 0 exp (-nP) f = 0 + KI/d1/2例如，晶粒大小對材料的強度與斷裂韌性有明顯影響：例如，晶粒大小對材料的強度與斷裂韌性有明顯影響： f f- - 材料斷裂強度材料斷裂強度 d - - 晶粒尺寸晶粒尺寸 K KI 與材料有關的常數與材料有關的常數（五）硬度（五）硬度概念：概念：硬度反映了材料表面抵抗其他硬物壓入的能力。硬度反映了材料表面抵抗其他硬物壓入的

53、能力。 意義：意義：硬度能較敏感地反映材料的成分與組織結構的硬度能較敏感地反映材料的成分與組織結構的變化，與強度、耐磨性以及工藝性能往往存在一定對變化，與強度、耐磨性以及工藝性能往往存在一定對應關系，故可用來檢驗原材料和控制冷熱加工質量。應關系，故可用來檢驗原材料和控制冷熱加工質量。（五）硬度（五）硬度概念：將一定直徑的淬火鋼球或硬質合金球，在規(guī)定載荷下壓入被概念：將一定直徑的淬火鋼球或硬質合金球，在規(guī)定載荷下壓入被測材料的表面，并保持一定時間，然后卸除載荷，以材料表面球形測材料的表面，并保持一定時間，然后卸除載荷，以材料表面球形壓痕單位面積上所承受載荷的大小來表示被測金屬材料的硬度。壓痕單位

54、面積上所承受載荷的大小來表示被測金屬材料的硬度。布氏硬度計布氏硬度計（五）硬度（五）硬度概念：用錐頂角概念：用錐頂角120的金剛石圓錐體或淬火鋼球作為壓頭，在一的金剛石圓錐體或淬火鋼球作為壓頭，在一定試驗力的作用下，將壓頭壓入試樣表面，經規(guī)定的保持時間后，定試驗力的作用下，將壓頭壓入試樣表面，經規(guī)定的保持時間后，卸除主試驗力，根據殘余壓痕深度計算被測材料的硬度。洛氏硬度卸除主試驗力，根據殘余壓痕深度計算被測材料的硬度。洛氏硬度值可直接從硬度計讀取。值可直接從硬度計讀取。h1-h0洛氏硬度測試示意圖洛氏硬度測試示意圖 HRC10HBS（五）硬度（五）硬度維氏硬度的試驗原理與布氏硬度相同，但維氏硬

55、度試驗是用兩面夾維氏硬度的試驗原理與布氏硬度相同，但維氏硬度試驗是用兩面夾角為角為136的金剛石四棱錐體作為壓頭。試驗時測出壓痕對角線長的金剛石四棱錐體作為壓頭。試驗時測出壓痕對角線長度并計算出壓痕的表面積度并計算出壓痕的表面積 A，以，以 F/A 的數值表示維氏硬度值。的數值表示維氏硬度值。 維氏硬度載荷小，壓痕深度維氏硬度載荷小，壓痕深度淺，適應于測量較薄的材料淺，適應于測量較薄的材料或表面硬化層的硬度，所以或表面硬化層的硬度，所以維氏硬度廣泛用來測定金屬維氏硬度廣泛用來測定金屬鍍層、薄片金屬以及化學熱鍍層、薄片金屬以及化學熱處理后的表面硬度。處理后的表面硬度。壓痕面積大，能反映較大范圍的

56、組壓痕面積大，能反映較大范圍的組成的平均性能，數據穩(wěn)定，準確，成的平均性能，數據穩(wěn)定，準確，重復性強重復性強布氏硬度布氏硬度洛氏硬度洛氏硬度維氏硬度維氏硬度優(yōu)優(yōu) 點點 缺缺 點點硬度值可直接讀出，簡便，壓痕硬度值可直接讀出，簡便，壓痕小，可在關鍵表面進行實驗。小，可在關鍵表面進行實驗。代表性差代表性差壓痕清晰，數據準確可靠，載荷壓痕清晰，數據準確可靠，載荷小，壓痕淺，適合薄件、表面層，小，壓痕淺，適合薄件、表面層，且軟硬材料均適用，范圍廣。且軟硬材料均適用，范圍廣。硬度值測定麻煩硬度值測定麻煩壓痕直徑測量麻煩，壓痕直徑測量麻煩，不適于成品、薄件不適于成品、薄件（五）耐磨性（五）耐磨性實際上，測

57、定耐火材料的硬度沒有多大意義，耐火材料的耐磨性更實際上，測定耐火材料的硬度沒有多大意義，耐火材料的耐磨性更具實際意義。具實際意義。耐磨性耐磨性是材料表面抵抗磨損的能力，常用磨損率表示：是材料表面抵抗磨損的能力，常用磨損率表示：A A - - 材料的磨損量，材料的磨損量，cmcm3 3D - - 材料的體積密度材料的體積密度M1、 M2 - - 磨損實驗前后的質量磨損實驗前后的質量 A = M1 M2D2.2.3 耐火材料的熱學性質耐火材料的熱學性質 （一）熱容（一）熱容2. 討論熱容討論熱容 的意義：的意義： 在烘、冷窯（爐）時，筑體材料的熱容會影響窯爐體的升在烘、冷窯（爐）時，筑體材料的熱容

58、會影響窯爐體的升（降）溫速度；（降）溫速度； 筑體材料的熱容直接影響著窯爐體的蓄熱量。筑體材料的熱容直接影響著窯爐體的蓄熱量。3. 影響影響 的因素：的因素： 材料的化學組成材料的化學組成 溫度溫度T：耐火材料的熱容一般：耐火材料的熱容一般 隨隨 T 升高而增大。升高而增大。1. 概念：常壓條件下，加熱單位質量的物質使之溫度升高概念：常壓條件下，加熱單位質量的物質使之溫度升高 1所需要的熱量，單位：所需要的熱量，單位：KJ/kg 2.2.3 耐火材料的熱學性質耐火材料的熱學性質 （一）熱容（一）熱容 工程上所用的工程上所用的平均熱容平均熱容是指從溫度是指從溫度T T1 1到到T T2 2所吸收

59、的所吸收的熱量的平均值。平均熱容是比較粗略的，溫度范圍越大，熱量的平均值。平均熱容是比較粗略的，溫度范圍越大，精度越差，應用時要特別注意使用的溫度范圍。精度越差，應用時要特別注意使用的溫度范圍。 物質的熱容與溫度有關，對于大多數氧化物與碳物質的熱容與溫度有關，對于大多數氧化物與碳化物而言，它們的熱容隨溫度升高而增大：化物而言，它們的熱容隨溫度升高而增大：Cp = a + bT + cT-2tFxTQ)(（二）熱導率（二）熱導率 1）概念：耐火材料的導熱率是指單位溫度梯度下，單位時間）概念：耐火材料的導熱率是指單位溫度梯度下，單位時間內通過單位垂直面積的熱量。用內通過單位垂直面積的熱量。用表示：

60、表示： 其中：其中： 導熱率，單位：焦爾導熱率，單位：焦爾/米米秒秒K（W/mK）；）； Q t時間沿時間沿x軸方向穿過軸方向穿過F截面上的熱量（焦耳）；截面上的熱量（焦耳）； 沿沿x軸方向的溫度梯度（軸方向的溫度梯度（Km-1）。）。xT2.2.3 耐火材料的熱學性質耐火材料的熱學性質 （二）熱導率（二）熱導率2. 討論討論 的意義：的意義： 是窯爐結構設計的重要依據是窯爐結構設計的重要依據涉及窯爐的保溫節(jié)能設計；涉及窯爐的保溫節(jié)能設計； 影響著材料（窯爐）的抗熱震性：影響著材料（窯爐）的抗熱震性： E t t 1/3. 影響影響 的因素：的因素： 材料的化學組成：通常材料的化學組成越復雜（