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气孔率|体积密度|吸水率|真密度|透气性|气孔孔径分布-耐火材料结构性能检测

气孔率|体积密度|吸水率|真密度|透气性|气孔孔径分布-耐火材料结构性能检测

本文介绍了国家磨料磨具质量检验检测中心提供的耐火材料结构性能检测服务,包括气孔率、吸水率、体积密度、真密度、透气性和气孔孔径分布等项目。本中心是专业的第三方检测···

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1 气孔率检测

2 吸水率检测

3 体积密度检测

4 真密度检测

5 透气性检测

6 气孔孔径分布检测

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陶瓷材料、磨料磨具、耐火材料的结构性能是评价耐火材料质量的重要指标。材料的结构性能与该材料所用原料和其制造工艺,包括原料的种类、配比、粒度和混合、成型干燥及烧成条件等密切相关。


1 气孔率检测


材料中的气孔大致可分为3类:(1)封闭气孔,封闭在制品中不与外界相 通;(2)开口气孔,一端封闭,另_端与外界相 通,能被流体填充;(3)贯通气孔,贯通材料两 面,流体能够通过。



1—封闭气孔;2—开口气孔;3—贯通气孔


通常将上述3类气孔合并为两类,即开口气 孔(包括贯通气孔)和封闭气孔。一般来说,开口 气孔占总气孔体积的多数,封闭气孔的体积很少。

由于封闭气孔的体积难于直接测定,因此, 材料的气孔率指标常用开口气孔率,也即显气孔率来表示。

气孔率是多数材料的基本技术指标。它几乎影响材料的所有性能,尤其是强度 、热导率、抗侵蚀性、抗热震性等。一般来说气孔率增大,强度降低,热导率降低,抗侵蚀性降 低。但气孔率对抗热震性的影响比较复杂。

密定形耐火制品的显气孔率按照中国国家标准 GB/T 2997—2015进行测定。致密耐火制品的显气孔率一般为10%〜28%,隔热耐火材料的真气孔率大于 45%。


2. 吸水率检测


带有气孔的干燥材料中所有开口气孔所吸 号水的质量与其干燥材料的质拭之比,以%表 示,它实质上反映了材料中的开口气孔量。

在耐火原料生产中,习惯上用吸水率来鉴定原料的锻烧质量,原料煅烧得越好,吸水率应越低。一般应小于5%。

对颗粒状(粒度大于2.0mm)耐火材料的吸水率的测定,按照中国国家标准GB/T 2999—2016进行。


3.体积密度检测


耐火材料的干燥质量与其总体积之比,即材料单位体积的质量,g/cm3。体积密度表征耐火材料的致密程度,是所有耐火原料和耐火制 品质量标准中的基本指标之一。

材料的体积密度对其其他许多性能都有显著的影响,如气孔率、强度、抗侵蚀性、荷重软化温度、耐磨性、抗热震性等。对轻质隔热材料,如隔热砖、轻质浇注料等,体积密度与其导热性 和热容量也有密切的关系。一般来说,材料的体积密度高,对其强度、抗侵蚀性、耐磨性、荷重软化温度有利。

材料的体积密度,受所用原料、生产工艺等 因素的影响,控制所用原料的体积密度、压制砖 坯的压力和制定合理的烧成制度,均能有效控制最终制品的体积密度。

对于不同的材料,体积密度的检测方法也不同。

(1)对于致密定形耐火制品的体积密度,按照中国国家标准GB/T 2997—2015进行测定。

(2)对于定形隔热耐火制品的体积密度 按照中国国家标准GB/T 2998—2015;

(3)对于颗粒状(粒度大于2.0mm)耐火材料 的体枳密度,按照中国国家标准GB/T 2999—2016 进行,采川称量法和滴定管法两种方法测定。


部分耐火材料的体积密度和显气孔率常见值


4 真密度检测


真密度是耐火材料中的固体质量与其真体积(耐火材料中固体部分的体积)之比,单位为g/cm3。真比重是材料的真密度除以4℃时水的密度,两者在数值上可视为相同。现在国际上已基本不再使用真比重这个概念,但日本耐火材料技术协会编辑出版的《耐火材料手册》一书,还在使用真比重。

在耐火材料中,硅砖的真密度是衡量石英转化程度的重要技术指标。由SiO2组成的各种不同矿物的真密度不同,鳞石英的真密度最小,方石英次之,石英最大。在研究多相材料的相转变时,在化学组成一定时,可根据真密度的数据来判断材料的物相组成。

对于耐火原料、耐火制品及不定形耐火材料的真密度,可按中国国家标准GB/T5071—2013进行测定。


5 透气性检测


耐火材料允许气体在一定的压差下通过的性能,通常用透气度来表示。

由于气体是通过材料中贯通气孔透过的,透气度与贯通气孔的大小、数量、结构和状态有关,并随耐火制品成型时的加压方向而异。它和气孔率有关系,但无规律性,并且又和气孔率不同。

对某些耐火材料,透气度是非常关键的指标,直接影响其抗侵蚀介质如熔渣、钢液、铁水及各种气体(蒸汽)的侵蚀性、抗氧化性、透气功能等。对某些材料,如用于隔离火焰或高温气体或直接接触熔渣、熔融金属的制品,要求其具有很低的透气度;而有些功能材料,则又必须具有一定的透气度。

耐火材料的透气度直接受其生产工艺的影响,通过控制颗粒配比、成型压力及烧成制度可控制材料的透气度。

对致密定形耐火制品的透气度,按照中国国家标准GB/T 3000—2016进行测定。


6 气孔孔径分布检测


孔径分布是不同孔径下的孔容积分布频率。

致密耐火制品中的气孔主要为毛细孔,孔径多为1~30μm;气孔微细化的铝碳制品和致密高铝砖的平均孔径为1~2μm;熔铸或隔热耐火制品的气孔孔径可大于1mm,称为缩孔或大气孔。

气孔孔径分布对材料的抗侵蚀性、强度、热导率、抗热震性等有一定的影响。

耐火材料的孔径分布也直接受原料、颗粒级配、粉料和微粉、结合剂、成型和烧成制度等的影响。

中国黑色冶金行业标准 YB/T 118—1997采用压汞法测定耐火材料的开口气孔的孔径分布、平均孔径、气孔的孔容积百分率。测试孔径范围为0.006~360μm。


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