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特種耐火材料的性能
編輯:幸运28   時間:2016-08-29

特種耐火材料的性能

各種不同的特種耐火材料,雖然化學成分和結構不同,其性能也存在一定的差異,但從特種耐火材料總體來說比普通耐火材料具有許多優良的性能,主要包括以下幾個方面[3]  。

(一)熱學性質

(1)熱膨脹性:熱膨脹性指材料的線度和體積溫度升降發生可逆性增減的性能。常以線膨脹數或體積膨脹系數表示。大多數特種耐火材料的線膨脹系數都比較大,僅有熔融石英,氧化硼,氧化矽的線膨脹系數比較小。

(二)力學性質

特種耐火材料的彈性模量都大。大多數具有較高的機械強度,但與金屬材料相比,由于脆性,抗沖擊強度甚低。絕大多數的特種耐火材料具有較高的硬度,因此耐磨,耐氣流或塵粒沖刷性比較好。大多數特種耐火材料的高溫蠕變都比較小,最大的是二矽化钼。蠕變值的大小與結晶尺寸,晶界物質,氣孔率等有關系。

(三)電學性質

大多數高熔點氧化物屬絕緣體,其中氧化钍(ThO2)和穩定氧化锆(ZrO2)等在高溫時具有導電性,見表3;碳化物、硼化物的電阻都很小;有些氮化物是電的良導體,而有些則是典型的絕緣體。例如TiN具有金屬的電導率(ρ為30×10-6Ω·㎝),BN則為絕緣體(ρ為 1018Ω·㎝)。所有的矽化物都是電的良導體。

(四)使用性質

(1)耐火性:特種耐火材料的熔點幾乎都在2000℃以上,最高的碳化铪(HfC)和碳化钽(TaC)為3887℃和3877℃。耐火度也很高,在氧化氣氛中,氧化物的使用溫度甚至接近熔點。氮化物,硼化物,碳化物在中性或還原性氣氛中比氧化物有更高的使用溫度,例如TaC在N2氣氛中可使用到3000℃,BN在Ar氣氛中可使用到2800℃。耐高溫性能依次為:碳化物>硼化物>氮化物>氧化物。而它們的高溫抗氧化性為:氧化物>硼化物>氮化物>碳化物。

(2)抗熱震性:在特種耐火材料中,由于氧化铍的熱導率低,大多數硼化物的熱導率也不高,熔融石英的線膨脹系數特别小,所以抗熱震性很好。某些纖維制品及纖維增強複合制品有較高的氣孔率及抗張強度,這些材料的抗熱震性比較好。碳化矽,氮化矽,氮化硼,二矽化钼等也有較好的抗熱震性。


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