1、 耐火材料的组成和性质

耐火材料的一般性质，包括化学矿物组成、组织结构、力学性质、热学性质和高温使用性质。其中有些是在常温下测定的性质，例如气孔率、体积密度、真密度和耐压强度等。根据这些性质，可以预知耐火材料在高温下的使用情况；另一些是在高温下测定的性质，例如耐火度、荷重软化点、热震稳定性、抗渣性、高温体积稳定性等，这些性质反映在一定温度下耐火材料所处的状态，或者反映在该温度下它与外界作用的关系。

A:耐火材料的化学矿物组成

耐火材料的若干性质，取决于其中的物相组成、分布及各相的特性，即取决于制品的化学矿物组成。对于既定的原料，即化学矿物组成一定时，可以采用适当的工艺方法，获得具有某种特性的物相组成（如晶型、晶粒大小、分布以及形成固溶体和玻璃相等），在一定限度内提高制品的工作性质。

a.化学组成

化学组成是耐火材料制品的基本特性。通常将耐火材料的化学组成按各成分含量和其作用分为两部分，即占绝对多量的基本成分－主成分和占少量的从属的副成分。副成分是原料中伴随的夹杂成分和工艺过程中特别加入的添加成分（加入物）。

(1)主成分

它是耐火制品中构成耐火基体的成分，是耐火材料的特性基础。它的性质和数量直接决定制品的性质。其主要成分可以是氧化物，也可以是元素或非氧化物的化合物。耐火材料按其主成分的化学性质又可分为三类：酸性耐火材料、中性耐火材料及碱性耐火材料。

(2)杂质成分

耐火材料的原料绝大多数是天然矿物，在耐火材料（或原料）中含有一定量的杂质。这些杂质是某些能与耐火基体作用而使其耐火性能降低的氧化物或化合物，即通常称为熔剂的杂质。

(3)添加成分

在耐火制品生产中，为了促进其高温变化和降低烧结温度，有时加入少量的添加成分。按其目的和作用不同分为矿化剂、稳定剂和烧结剂等。通常分析耐火制品和原料的灼烧减量、各种氧化物含量和其它主要成分含量。将干燥的材料在规定温度条件下加热时质量减少百分率称为灼减。

a a.矿物组成

耐火制品是矿物组成体。制品的性质是其组成矿物和微观结构的综合反映。耐火制品的矿物组成取决于它的化学组成和工艺条件。化学组成相同的制品，由于工艺条件的不同，所形成矿物相的种类、数量、晶粒大小和结合情况的差异，使其性能可能有较大差异。

B:耐火材料的组织结构

耐火材料是由固相（包括结晶相和玻璃相）和气孔两部分构成的非均质体，其中各种形状和大小的气孔与固相之间的宏观组织结构。

b.气孔率、体积密度、真密度

气孔率、体积密度、真密度等是评价耐火材料质量的重要指标。

GB/T2997得测定原理：称量试样的质量，再用液体静力称量法测定其体积，计算显气孔率、体积密度，或根据试样的真密度计算真气孔率。

(1)气孔率

耐火材料内的气孔是由原料中气孔和成型后颗粒间的气孔所构成。大致可分为三类：1）闭口气孔，它封闭在制品中不与外界相通；2）开口气孔，一段封闭，另一段与外界相通，能为流体填充；3）贯通气孔，贯通制品的两面，能为流体通过；为简便起见，通常将上述三类气孔合并为两类，即开口气孔（包括贯通气孔）和闭口气孔。一般开口气孔体积占总气孔体积的绝对多数，闭口气孔的体积则很少，闭口气孔体积难于直接测定，因此，制品的气孔率指标，常用开口气孔率（亦称显气孔率）表示。

(2)体积密度

表示干燥制品的质量与其总体积之比，即制品单位体积（表观体积）的质量，用g/cm3表示。

体积密度也是表征制品致密程度的主要指标，密度较高时，可减少外部侵入介质（液相或气相）对耐火材料作用的总面积，从而提高其使用寿命，所以致密化是提高耐火材料质量的重要途径，通常在生产中应控制原料煅烧后的体积密度，砖坯的体积密度和制品的烧结程度。

(3)真密度

真密度是指不包括气孔在内的单位体积耐火材料的质量，可用下式表示。

d真=G/[ V0- (V1+V2)],式中 G-干燥试样质量，g; V0、V1、V2——分别为试样的总体积，开口气孔体积，闭口气孔体积，cm3。

2、 耐火材料的热学性质和导电性

2.1、热膨胀

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/(d T /d x)

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。

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