Termal şok direnci, refrakter malzemelerin sıcaklıktaki hızlı değişikliklerden kaynaklanan hasara direnme yeteneğini ifade eder. Termal şok stabilitesi, termal şok direnci, sıcaklıktaki hızlı değişikliklere direnç, hızlı soğuğa ve ısıya karşı direnç denir.
Termal şok direncinin farklı gereksinimlere ve ürün türlerine göre belirlenmesi, karşılık gelen test yöntemlerine uygun olarak belirlenmelidir, ana test yöntemleri şunlardır: Demir Metalurji Standardı Yb/T 376. Refrakter ürünlerin termal şok direnci (hava hızlı soğutma yöntemi), demir metalurji standart yb/t 376. 3-2004 Refrakter ürünlerin termal şok direnci için test yöntemi Bölüm 3: su hızlı soğutma - çatlak belirleme yöntemi, demir metalgerji standardı yb/t 2206.
Refrakter dökülebilir malzemelerin termal şok direnci (basınçlı hava akışının hızlı soğutma yöntemi), demirli metalurji standart YB/T 2206. 1-1998 Refrakter dökümlerin termal şok direnci için test yöntemi (sıkıştırılmış hava akışı hızlı soğutma yöntemi), ferous metalurji standart YB/t 376. Soğuk yöntem) 2206.
Malzemenin mukavemet, kırılma enerjisi, esneklik modülü, doğrusal genişleme katsayısı, termal iletkenlik vb. Gibi mekanik ve termal özellikleri, termal şok direncini etkileyen ana faktörlerdir. Genel olarak, refrakter malzemenin doğrusal genişleme katsayısı ne kadar küçük olursa, termal şok direnci o kadar iyi olur; Malzemenin termal iletkenliği (veya termal difüzyon katsayısı) ne kadar yüksek olursa, termal şok direnci o kadar iyi olur. Ek olarak, refrakter parçacıkların bileşimi, yoğunluk, mikrofinin gözenekliliği, gözeneklerin dağılımı, ürünün şekli vb. Termal şoka karşı direnci üzerinde bir etkisi vardır. Malzemede belirli sayıda mikro çatlak ve gözenek varlığı, termal şok direncine uygundur; Ürünün büyük boyutu ve karmaşık yapısı, ürün içinde ciddi eşit olmayan sıcaklık dağılımına ve stres konsantrasyonuna yol açacak ve bu da termal şok direncini azaltacaktır.
Bazı çalışmalar, refrakter malzemelerin termal şok stabilitesinin, çatlak genişlemesini önleyerek, çatlak genişleme gücünü tüketerek, malzemenin kırık yüzey enerjisini arttırarak, doğrusal genişleme katsayısını azaltarak ve plastisiteyi arttırarak geliştirilebileceğini göstermiştir. Belirli teknik önlemler şunlardır:
(1) uygun gözeneklilik
Gözeneklerin varlığına ek olarak, iç kemik taneleri ve refrakter malzemenin bağlanma fazı arasında belirli bir miktarda çatlak vardır. Kırılma işleminde refrakter malzemeler, iç gözenekler ve çatlaklar kırılma uzatma çatlaklarının önlenmesinde ve inhibe edilmesinde belirli bir rol oynayabilir. Refrakter malzemelerde kullanılan yüksek sıcaklıkta termal şok koşulları gibi, servis işleminde yüzey çatlakları malzemenin felaket kırılmasına neden olmaz, hasarının nedeni çoğunlukla spalling yapısının neden olduğu iç termal stres neden olur. Malzemenin içsel gözenekliliği büyük olduğunda, termal stresin neden olduğu çatlakların uzunluğunu kısaltacak ve çatlak sayısını artıracaktır. Kısa ve birçok çatlak, malzeme kırıldığında gereken kırılma enerjisini arttıran ve malzemenin termal şok stabilitesini etkili bir şekilde iyileştirebilen bir örgü yapısı oluşturmak için birbirinden geçer. Refrakter malzemenin gözenekliliği%13 -20 olarak kontrol edildiğinde, daha iyi termal şok stabilitesine sahip olduğu genellikle kabul edilir.
(2) Hammaddelerin parçacık derecesini kontrol edin, partikül kritik boyut ve şekli
İlgili çalışmalar, malzeme kırığının neden olduğu yüzey enerjisinin ve sistemdeki parçacık boyutunun karesinin pozitif orantılı olduğunu göstermektedir. Bu nedenle, malzeme sistemine büyük agrega parçacıklarının sokulması yoluyla, büyük agrega direksiyonunun yakınlarındaki çatlaklar, böylece taneler arası çatlama özelliklerini iyileştirerek, refrakter malzemelerin termal şok kararlılığını iyileştirme amacına ulaşabilirsiniz. Genel olarak konuşursak, refrakter malzemelerdeki agregaların esnekliği modülü, matrisinkinden önemli ölçüde daha büyüktür ve esneklik modülündeki bu fark, büyük taneli agregaların malzemedeki orijinal çatlakların genişlemesini geciktirmesini sağlar. Elastikiyet modülü farkı ne kadar büyük olursa, agreganın çatlakların genişlemesini geciktirmedeki rolü o kadar açıktır. Aynı zamanda, agreganın şekli aynı zamanda refrakter malzemelerin termal şok stabilitesini etkileyen önemli bir faktördür. Malzeme sisteminde olduğu gibi, uygun miktarda çubuk veya pul agregası eklemek için refrakter ürünlerin termal şok kararlılığını artırabilir.
(3) Makul arayüz kombinasyonu
Agrega ve matris özelliklerindeki refrakterler nedeniyle (yoğunluk, termal genleşme katsayısı, vb.) Genellikle termal şok çatlaklarının, direksiyon ve diğer önemli etkilerin genişlemesi üzerindeki iki kombine arayüz arasında büyük bir farktır. Agregaların ve diğer teknik önlemlerin seçimi ve ön tedavisi yoluyla, agrega ve matris arasında uygun bir bağlanma arayüzünün oluşumu, depolimerizasyon, parçacık çekme, mikro-çatlama ve diğer enerji tüketen mekanizmaların oluşumu, termal şok çatlaklarının genişlemesini inhibe edebilir, bu nedenle, kırılganlığın genişlemesini inhibe edebilir, bu nedenle kırılgıyı iyileştirmek için, sertliğin iyileştirilmesini engelleyebilir.
(4) Küçük doğrusal genişleme katsayılarına sahip malzeme fazlarının tanıtılması veya üretilmesi
Matriye düşük termal genleşmeye sahip uygun miktarda malzeme eklenerek, malzeme içindeki termal genleşme uyumsuzluğuna neden olur, böylece refrakter ateşleme işleminde mikro çatlaklar üretilir ve termal şok çatlaklarının genişlemesini engeller. Bununla birlikte, yukarıdaki mikro çatlakların çok fazla mikro çatlakların toplanmasına neden olacak ve numunenin mekanik özelliklerini azaltacaktır. Bu nedenle, düşük termal genleşme malzemelerinin eklenmesi, daha dengeli termal şok stabilitesi ve mekanik özelliklere sahip refrakter ürünler elde etmek için sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir.
(5) Bir enerji emme mekanizması oluşturmak için çatlak ucunda bir faz geçişine maruz kalacak şekilde belirli bir malzeme fazının (örn. Tetragonal ZRO2) getirilmesi veya üretilmesi.
Malzeme sistemindeki fazların termal uyuşmazlığı yoluyla, refrakter malzeme içinde kediye olmayan bir yıkıcı sistem üretilir ve karmaşık bir doğrusal olmayan kırılma davranışı meydana gelir, böylece refrakter ürünlerinin termal şok stabilitesini iyileştirir.
(6) Fiberleri veya lifli malzemeleri eklemek ve eşit olarak dağıtmak
Elyafların, bıyıkların veya yerinde bıyık oluşumu vb. Girerek ve döküm malzemesine çelik liflerin eklenmesi gibi ürünlerde eşit olarak dağıldığından emin olmak için, refrakter malzemelerin kırılması için gereken enerjiyi artıracak ve önemli bir doğrusal olmayan karakteristikler sunarak malzemenin sertliğini artıracaktır.
(7) Plastisite veya viskoz bileşen ekleyin
Refrakter sistemine plastik, viskoz bileşenler ekleyerek veya yüksek viskoziteli bir sıvı fazı oluşturmak için kalsinasyon işleminde ürünler, plastik deformasyonlarının kullanımı, elastik gerinim enerjisinin salınımını emerek, böylece refrakter ürünlerinin tokluğunu iyileştirerek. Örneğin, zirkon - zirkona refrakter malzemeler, zirkonun zro2 ve yüksek viskoziteli sıvı fazı SIO2 oluşturmak için ayrışması yoluyla, refrakter malzemelerin tokluğunu önemli ölçüde iyileştirir.
Mullit bazlı malzemelerin yukarıdaki araştırma ilerlemesinden ve refrakter malzemelerin termal şok stabilitesine genel bakıştan, şu anda, mullit bazlı refrakter malzemelerin termal şok stabilitesini iyileştirmenin ana teknik yolunun, malzemelerin mikro eğim ve faz dönüşümü yoluyla sertliğini artırmak için, malzemelerin mekanik gücünü de etkilemek olduğu görülebilir.