[科普中國(guó)]-耐火度

耐火度的定義及應(yīng)用

耐火度是指材料在高溫作用下達(dá)到特定軟化程度的溫度，表征材料抵抗高溫作用的性能。

耐火度所表示的意義與熔點(diǎn)不同。熔點(diǎn)是結(jié)晶體的液相與固相處于平衡時(shí)的溫度。耐火度是多相體達(dá)到某一特定軟化程度的溫度。對(duì)絕大多數(shù)普通耐火材料而言，都是多相非均質(zhì)材料，無(wú)一定熔點(diǎn)，其開(kāi)始出現(xiàn)液相到完全熔化是一個(gè)漸變過(guò)程，在高溫下相當(dāng)寬的范圍內(nèi)，固液相并存。故欲表征這種材料在高溫下的軟化和熔融的特征，只能以耐火度來(lái)度量。

耐火度是判定能否作為耐火材料的依據(jù)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織耐火材料技術(shù)委員會(huì)（ISO/TC33） 1986年公布，耐火度達(dá)到1500℃以上的無(wú)機(jī)非金屬材料或制品即為耐火材料。耐火度不是耐火材料的熔點(diǎn)，因?yàn)槟突鸩牧鲜歉鞣N礦物組成的多相固體混合物，不是單相的純物質(zhì)，它主要是表征材料在無(wú)荷重和高溫作用下熔融和軟化的程度，是耐火材料的重要質(zhì)量指標(biāo)之一，不能把耐火度作為耐火材料的使用溫度，耐火材料達(dá)到耐火度時(shí)，已有70%～80%的液相生成，其粘度為10～15Pa·s，不再有機(jī)械強(qiáng)度和耐侵蝕性。提高耐火原料的純度，可提高耐火材料的耐火度。1

耐火度是評(píng)定耐火材料的一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)。但是，不能作為制品使用溫度的上限。對(duì)由單相多晶體構(gòu)成的耐火材料，其耐火度一般低于晶體的熔點(diǎn)。但是，有些耐火材料，如當(dāng)形成的液相粘度很高時(shí)，其耐火度也可高于熔點(diǎn)。

常見(jiàn)材料耐火度一些常用耐火材料原料和制品的耐火度如下：

結(jié)晶硅石 1730～1770℃ 高鋁磚>1770～2000℃

硅磚 1690～1730℃ 鎂 磚>2000℃

硬質(zhì)粘土 1750～1770℃ 白云石磚>2000℃

粘土磚 1610～1750℃2

測(cè)定方法耐火度的測(cè)定方法，除有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISO528）外，各國(guó)都有標(biāo)準(zhǔn)方法，但大致相同，都是采用與標(biāo)準(zhǔn)測(cè)溫錐相比較的方法。

耐火材料試錐在高溫下的彎倒程度，主要取決于液相與固相的數(shù)量比、液相的粘度變化和高熔點(diǎn)晶相的分散度。通常錐體達(dá)到耐火度時(shí)，多數(shù)均含液相約70～80%，液相粘度約為10～50Pa·s，并隨材料不同而異。因此，可以認(rèn)為耐火材料耐火度的高低除與測(cè)定條件，特別是與試錐的粒度組成和升溫速度以及某些材料與測(cè)定氣氛有關(guān)以外，主要受材料的化學(xué)和礦物組成所控制。對(duì)由各種單二組分構(gòu)成的耐火材料而言，主要取決于化合物熔點(diǎn)的高低。而對(duì)由多組分構(gòu)成的耐火材料而言，取決于主成分和他成分的數(shù)量比。雜質(zhì)會(huì)嚴(yán)重降低材料的耐火度。如對(duì)Al2O3，含量在20～80%之間的硅鋁系耐火材料而言，耐火度t 可近似地以Al2O3和雜質(zhì)R 百分含量估算，即t=1580+4.386（Al2O3-R）。因此，欲提高耐火材料的耐火度，必須提高主成分和主晶相的數(shù)量并盡量降低雜質(zhì)。

中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)（GB7322）與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)完全相同，將被測(cè)材料磨成細(xì)粉，制成與標(biāo)準(zhǔn)測(cè)溫錐形狀、尺寸相同的截頭三角錐，也可直接從耐火制品上鋸取上述的截頭三角錐，與標(biāo)準(zhǔn)測(cè)溫錐一起插在一個(gè)耐火的底盤上，放在炭阻爐或燃?xì)飧邷貭t內(nèi)，按規(guī)定的速率加熱，視其與標(biāo)準(zhǔn)測(cè)溫錐相比較所彎倒的程度，當(dāng)其彎倒至錐的尖端接觸底盤時(shí)的溫度（見(jiàn)下圖），即為材料的耐火度，通常都用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)溫錐的錐號(hào)表示。

各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)溫錐規(guī)格不同，錐號(hào)所代表的溫度也不一致。世界上最常見(jiàn)的是德國(guó)的塞格爾錐（Segerkegel），縮寫為SK，如SK35代表1780℃，而美國(guó)的奧頓錐（orton） 35代表1785℃。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)溫錐（ISO）、中國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)溫錐（WZ）和前蘇聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)溫錐（ПК）都是一致的，采用錐號(hào)乘以10即為所代表的溫度。如ISO176、WZ176以及ПК176均代表1760℃。英、德、美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)溫錐號(hào)的相應(yīng)溫度見(jiàn)下表。

英國(guó)、德國(guó)、美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)溫錐號(hào)相應(yīng)溫度（℃）

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