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耐火材料的热学性质和导电性(镁砖、硅砖、刚玉砖等)

发布时间:2016-07-13 11:32 文章来自:http://www.zztynh.com/ 作者:耐火材料/耐火砖
2.1、热膨胀
GB/T7320标准有两个定义:线膨胀率(室温至试验温度间试样长度的相对变化率,用%表示)、平均线膨胀率(室温至试验温度间温度每升高1℃试样长度的相对变化率,单位为10-6/℃),常见耐火制品的平均热膨胀系数见表4。
表4 耐火制品的平均热膨胀率(20-2000
名称 粘土砖 莫来石砖 莫来石刚玉砖 刚玉砖 半硅砖 硅砖 镁砖
平均热膨胀系数(10-6/℃) 4.5-6.0 5.5-5.8 7.0-7.5 8.0-8.5 7.0-9.0 11.5-13.0 14.0-15.0
GB/T7320标准的测定原理:以规定的升温速率将试样加热到指定的试验温度,测定随温度升高试样长度的变化值,计算出试样随温度升高的线膨胀率和指定温度范围的平均线膨胀系数,并绘制出膨胀曲线。
耐火材料的热膨胀是指其体积或长度随着温度升高而增大的物理性质。
2.2、热导率

YB/T4130把导热系数定义为:指单位时间内在单位温度梯度下沿热流方向通过材料单位面积传递的热量。如式(1)所示:
λ=q/(dT/dx)
式中:λ——导热系数,单位为瓦每米开尔文(W/(m.K);
q——单位时间热流密度,单位为瓦每平方米(W/m);
dT/dx——温度梯度,单位为开尔文每米(K/m)。     
YB/T4130测定导热系数原理为:根据傅立叶一维平板稳定导热过程的基本原理,测定稳态时单位时间一维温度场中热流纵向通过试样热面流至冷面后被流经中心量热器的水流吸收的热量。该热量同试样的导热系数,冷热面温差,中心量热器吸热面面积成正比,同试样的厚度成反比。                
λ=Q.δ/(A.ΔT)
式中:λ——导热系数,单位为瓦每米开尔文(W/(m.K);
Q——单位时间内水流吸收的热量,单位为瓦(W);
δ——试样的厚度,单位为米(m);
A——试样的面积,单位为平方米(m2);
ΔT——冷、热面温差,单位为开尔文(K).
水流吸收的热量与水的比热、水的质量、水温升高成正比:
Q=C.ω. Δt
式中:Q——单位时间内水流吸收的热量,单位为瓦(W);
      C——水的比热, 单位为焦每克开尔文(J/(g.K);
   ω——水流量,单位为克每秒(g/s);
   Δt——水温升高, 单位为开尔文(K).
其物理意义是指单位温度梯度下,单位时间内通过单位垂直面积的热量。热导率是表征耐火材料导热特性的一个物理指标,其数值等于热流密度除以负温度梯度。
2.3、热容
任何物质受热时都升温,但质量相同的不同物质升温1℃所需的热量不同。通常用常压下加热1kg物质使之升温1℃所需的热量(kJ)来表示,称为热容(也称比热容)。
2.4、温度传导性
温度传导性是表示物体加热时的温度传递速度,它决定耐火材料急冷急热时内部温度梯度的大小。温度传导性用导温系数(α)表示:
α=λ/cρ
式中:
λ——耐火材料的热导率,w/m.k;
c——耐火材料的等压热容量,kJ/kg.℃;
ρ——耐火材料的体积密度,kg/m3。
一般耐火材料的热容量差别不大,它们的温度传导性主要取决于制品的导热性和体积密度。
2.5、导电性
耐火材料(除炭质和石墨质制品外)在常温下是电的不良导体。随温度升高,电阻减小导电性增强。在1000℃以上时提高的特别显著,如加热至熔融状态时,则会呈现出很大的导电能力。

镁砖刚玉砖