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热膨胀系数检测

热膨胀系数定义

热膨胀的程度常用线膨胀率和平均线膨胀系数,或者体膨胀率和体膨胀系数来表征。线膨胀率是指由室温至试验温度间，试样长度的相对变化率,用%表示;平均线膨胀系数α是指在某个温度区间内,试样随温度升高的长度变化量与初始长度和温差的比值，单位为℃^-1（K^-1）。相应地，体积膨胀用体积膨胀率（$Delta$V/V₀)或体积膨胀系数$Beta$来表示，β=$Delta$V/(V× $Delta$ T)。

耐火材料的热膨胀性取决于其化学组成、矿物组成及微观结构，同时也随温度区间的变化而不同。热膨胀系数实际上并不是一个恒定值，它随温度的变化而变化,平常所说的热膨胀系数都具有在指定的温度范围内的平均值的概念，应用时应注意它适用的温度范围。

热膨胀大的以及存在多晶转变的耐火材料，在高温下使用时由于膨胀大，为抵消热膨胀造成的应力，要预留膨胀缝。线膨胀率和线膨胀系数是预留膨胀缝和砌体总尺寸结构设计计算的关键参数。

耐火材料的线膨胀率或平均线膨胀系数按照中国国家标准GB/T 7320—2018 进行（顶杆法和示差法）。试验原理：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。

常用耐火制品的平均线膨胀系数

常见耐火制品热膨胀系数见下表

常用耐火浇注料的线膨胀系数

常见耐火浇注料热膨胀系数见下表

耐火材料热膨胀系数标准

耐火材料的线膨胀率或平均线膨胀系数按照中国国家标准GB/T 7320—2018 进行（顶杆法和示差法）。试验原理：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。

英国标准ISO16835，英国BS 1902-5.3，日本的JISR2207，德国 DIN51045。

耐火材料热膨胀系数检测方法

顶杆法

膨胀的测试方法，试样采用直径为10mm或 20mm,长度为50mm或100mm的圆柱体，在室温下,将试样装入炉内，用顶杆顶住试样一端，以规定的不变速率将试样加热到描定的 试验温度，测定试样随温度的长度变化,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。

一般来讲，由熔融石英制成的顶杆可测试 到700℃，刚玉顶杆可测试到1650℃，更高的温度可以采用石墨。位移的测量采用机械式的膨胀测试法。试样在炉体以一定的速率加热，位移通过顶杆机械地被传送给位移传感器，测量到的位移是包含系统膨胀的位移，因此需要校正。先用标准样来求得仪器的校正函数，然后对测试结果进行校准，得到待测试样的膨胀值。

示差法

试样为中心带通孔的圆柱体，外径为（50土 2） mm，高度为（50±0.5）mm,中心通孔直径为 （12±l）mm,并与圆柱体同轴。在室温下测量 试样的外径、内径和高度（精确至0. 1mm）,将试样放置在加压棒和支撑棒之间，并用垫片隔开，热膨胀测试仪的加压棒、试样和支撑棒同轴垂直放置在加热炉内，在整个试验过程中都要 保持同轴垂直状态。 在中心轴方向对样品施加0.01 MPa的载 荷,升温时试样产生的线膨胀可以通过内示差 管和外示差管的相对长度变化量计算得出。示差管分别与上垫片和下垫片相接触，上下垫片与试样的上下表面相接触。按规定的升温速率 将加热炉升至试验温度，利用测温热电偶测量 试样中心的温度,并在一定的温度间隔记录试 样高度上的变化量，直至试验结束。

示差膨胀法适用普通耐火材料和较大颗粒骨料的耐火材料，顶杆法适用于较小颗粒骨料、较小尺寸样品的耐火材料热膨胀检测。此两种方法在世界范围内得到广泛认可与应用。

望远镜法

望远镜法是一种测量装置不接触试样的一 种测量方法。用望远镜测微仪直接观察测量试 样受热长度变化值。试样直径（或边长）为20~25mm、长度为80~ 100mm的圆柱体或长方体，两端呈刀刃状。

基本测试方法如下：将试样放入炉内装样区使其刀刃垂直于水平面，并位于两测试孔视域之中。热电偶的热端位于试样长度的中心处。打开照明灯，调节望远镜位置，使其成像清晰,在试样两端刀刃上各取一个观测点(或线 段)，使其与望远镜内的十字丝相切。在刀刃中心处测量试样在室温下的长度，调整千分表的零点，记下千分表的读数作为测量长度变化的起点。以规定的升温速率将试样加热到指定的 试验温度，每隔50七须分别移动左右望远镜， 使其十字丝与原观测点相切，并记录一次千分表读数。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。

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不定形耐火材料：包括喷涂料、涂层料、堵口料、胶泥等，能够检测其物理性能（如含水量、可塑性指数、透气度等）、化学性能（如碱金属氧化物含量、残碳含量等）、热性能（如耐火度、导热系数、抗热震性等）等指标。

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