什么是影響耐火材料制品荷重軟化溫度的重要因素？

       耐火制品在規定升溫條件下，承受恒定壓負荷產生變形的溫度。它表示制品對高溫和荷重同時作用的抵抗能力，在一定程度上表明制品在其使用條件相仿情況下的結構強度，也表示在此溫度下，制品出現了明顯的塑性變形，是使用性能的一項重要質量指標。

    影響因素

        耐火制品荷重軟化溫度的高低，主要取決其化學礦物組成和顯微結構。結晶相形成網絡骨架，材料的荷重軟化溫度就高；以孤島狀散處于液相中，則其荷重軟化溫度由液相的含量及其粘度所決定，如液相量愈多或粘度愈小，其荷重軟化溫度就愈低。晶相與液相兩者互相作用，也會改變液相的數量和性質。制品的致密程度，對荷重軟化溫度的高低，亦有一定的影響。硅磚的相組成，主要是鱗石英晶體和方石英晶體，鱗石英在磚中呈矛頭狀雙晶相互交錯，形成網絡骨架，只有10％～15％的液相，且其粘度大，鱗石英晶體并不因有液相出現被溶解破壞骨架，而只是在接近其熔點時，由于熔融使骨架破壞才引起磚的軟化坍塌，因此，硅磚的荷重軟化溫度高，開始軟化溫度與終點溫度只差10～20℃，而與其耐火度僅差60～70oC，有時或更少些。鎂磚的相組成，主要是方鎂石晶體，被結合物膠結在一起，因此，鎂磚的荷重軟化溫度取決于結合物的性質。鎂磚中的結合物，一般為鈣鎂橄欖石和鎂薔薇輝石等低熔點的硅酸鹽相，雖然方鎂石晶體的熔點高達2800℃，但由于有1400℃左右開始熔化的硅酸鹽相存在，且其高溫下粘度低，所以鎂磚表現出荷重軟化溫度低，而與其耐火度相差高達1000℃以上。

    改善途徑

      提高原料的純度，減少低熔物或熔劑的含量，調整顆粒配比，增加成型壓力制成高密度的磚坯；適當提高燒成溫度充分燒結，促進晶體長大，使其形成直接結合和網絡結構，可以顯著地提高制品的荷重軟化溫度。

    測定方法

        測定耐火制品荷重軟化溫度的方法，有示差一升溫法和非示差一升溫法兩種。

    示差一升溫法是國際標準化組織1970年推薦，1989年公布的耐火制品一荷重軟化溫度測定方法(ISO1893)，其原理是將圓柱體試樣，在承受規定的壓負荷下，以規定的升溫速率加熱，直至發生規定的變形量或坍塌為止。升溫時記錄試樣的變形，并測定達到規定變形量的溫度或坍塌的溫度。所采用的加荷試驗裝置見圖1。要求中心帶孔的支撐柱、加壓柱、上墊片和下墊片之間，在受壓條件下，到試驗的最終溫度無明顯的變形和互相間的反應。圖1中在支撐柱內的外氧化鋁管頂在下墊片的下面，能在支撐柱內自由移動；在外氧化鋁管內的內氧化鋁管，穿過下墊片和試樣的中心孔，頂在上墊片的下面，可在外氧化鋁管內、下墊片內和試樣內自由移動。內、外氧化鋁管必須能保證到試驗最終溫度無明顯畸變。外氧化鋁管的下端與位移傳感器外殼固定在一起，由內氧化鋁管下端頂壓驅動傳感頭，聯接到自動記錄儀上，組成一個測量試樣變形的系統，要求靈敏度至少達到0.05mm。這種示差結構測量系統，消除了支撐柱、加壓柱及墊片的膨脹，測量試樣的變形量準確。穿入內氧化鋁管的中心熱電偶，其熱接點位于試樣高度的中心，以測量試樣幾何中心的溫度。帶有保護管的控溫熱電偶，置于試樣的外側，以控制升溫速率，兩者都必須是鉑銠一鉑銠型熱電偶。所采用的試樣尺寸為直徑50mm、高50mm的圓柱體，軸心鉆一直徑12～13mm貫通的圓孔，上、下底面平坦并相互平行。將試樣置于電加熱爐內支撐柱與加壓柱之間，對致密定形耐火制品加壓0.2N／mm。；對定形隔熱耐火制品加壓0.05N／mm2。升溫速率4．5～5．5℃／min。記錄試樣中心溫度及變形量，得溫度一變形曲線。再用事先已測得相當于通常試樣高度的氧化鋁管的溫度一膨脹曲線，對試驗所得的溫度一變形曲線進行校正。分別報告自試樣膨脹最高點壓縮試樣原始高度的變形0.5％、1％、2％和5％相應的溫度，即荷重軟化t 0.5、t1、t2和t5的溫度。世界各國示差升溫法測定耐火制品荷重軟化溫度的方法，都與ISO1893一致。

非示差一升溫法，通常簡稱為升溫法或非示差法，到1993年它仍是世界各國最常用的方法。所采用的設備結構簡單，無示差測量系統，而直接測量試樣的變形，實際包含石墨質的支撐柱、加壓柱和上、下墊片的膨脹值，測定結果與示差法相比偏高不如示差一升溫法更接近真值，但測定方法可以達到更高的溫度。國際上非示差一升溫法測定耐火制品的荷重軟化溫度雖無統一標準，但各國的標準方法大致相似（ASTM C16除外），其測定結果的表示方法卻不完全一致。中國《荷重軟化溫度檢驗方法》（YB370一75）規定的試樣是直徑36mm、高50mm的圓柱體，恒定壓負荷為0。2N／mm2，在電爐中加熱，升溫速率在低于試樣膨脹最高點的150～200℃以前為10～15℃／min，以后為5～6℃／min。測定試樣溫度一變形曲線。結果報告試樣從試樣膨脹最高點被壓縮變形0。6％（0。3mm）軟化開始溫度、變形4％（2mm）溫度或潰裂溫度。前蘇聯《測定耐火制品荷重軟化溫度方法》（r10CT4070）與中國YB370—75相同，其結果表示方法稍有差異。德國《耐火磚荷重軟化溫度的測定》（I）IN51064）所采用的試樣直徑50mm、高50mm的圓柱體，恒定壓負荷為0。2N／mm2，在電爐中加熱，加熱速率為低于1000℃時15℃／min、高于1000℃時8℃／min，測定試樣溫度一變形曲線。結果表示方法：ta（軟化開始溫度）表示試樣從最高膨脹點被壓縮0。6％（0。3mm）時的溫度。tE（終止溫度）表示試樣從最高膨脹點被壓縮20％（10mm）時的溫度。tb（潰裂溫度）表示觀察不到久試樣即潰裂的溫度。日本《耐火材料荷重軟化溫度試驗方法》（JISR2209）所采用的試樣是直徑50mm、高50mm的圓柱體，恒定壓負荷為0。2N／mm。，在電爐中加熱，加熱速率為低于1000℃時6℃／min、高于1000℃時4oC／min。測定試樣溫度一變形曲線。結果表示方法：T1（軟化開始點）表示試樣膨脹最高點的溫度；T2表示試樣從膨脹最高點被壓縮2％（約1mm）時的溫度。T3表示試樣從膨脹最高點被壓縮20％（約10mm）時的溫度。英國《荷重軟化溫度的測定方法》（：BSl9024．8）所采用的試樣高63mm、截面為44mm。正方形的棱柱體，恒定壓負荷為0。19N／mm2，在電爐或燃油、燃氣爐中加熱，加熱速率低于1500℃時為10oC／min，1500～1550℃時為5℃／min，高于1550℃時為1℃／min。結果報告試樣在某溫度的變形百分數或潰裂溫度。美國《耐火磚高溫荷重試驗方法》（A。NSI／ASTMC16）與上述各國的測定方法有顯著的不同，所采用的試樣由2塊長228mm、寬114Mm、厚64mm或76mm的直形耐火磚組成，兩塊磚同時豎立在燃氣或燃油爐內，按其橫截面積加恒定壓負荷0。175N/mm2，按規定滾的制度加熱（見表）。結果表示方法：如試樣在試驗中潰裂時，報告潰裂溫度。對于試驗終止試樣尚未潰裂時，測量其冷卻至室溫后的長度變化，以試樣未經試驗前原有長度為基礎，計算兩塊磚平均變形的百分率。