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热膨胀分析仪分析耐火材料的热膨胀性
发布日期:2021-08-30      浏览次数:247
  热膨胀分析仪是在一定的温度程序、负载力接近于零的情况下,测量样品的尺寸变化随温度或时间的函数关系的仪器。
 
  热膨胀系数物体由于温度改变而有胀缩现象,其变化能力以等压(p一定)下,单位温度变化所导致的体积变化,即热膨胀系数表示热膨胀系数:α=ΔV/(V*ΔT)。式中ΔV为所给温度变化ΔT下物体体积的改变,V为物体体积。严格说来,上式只是温度变化范围不大时的微分定义式的差分近似;准确定义要求ΔV与ΔT无限微小,这也意味着热膨胀系数在较大的温度区间内通常不是常量。当温度变化不是很大时,α就成了常量,利用它,可以把固体和液体体积膨胀表示如下:Vt=V0(1 3αΔT)。而对理想气体,Vt=V0(1 0.00367ΔT)。Vt、V0分别为物体末态和初态的体积,对于可近似看做一维的物体,长度就是衡量其体积的决定因素,这时的热膨胀系数可简化定义为单位温度改变下长度的增加量与的原长度的比值,这就是线膨胀系数。对于三维的具有各向异性的物质,有线膨胀系数和体膨胀系数之分。如石墨结构具有显著的各向异性,因而石墨纤维线膨胀系数也呈现出各向异性,表现为平行于层面方向的热膨胀系数远小于垂直于层面方向。宏观热膨胀系数与各轴向膨胀系数的关系式有多个,普遍认可的:α=Aαc(1-A)αa,αa,αc分别为a轴和c轴方向的热膨胀率,A被称为“结构端面”参数。
 
  材料的热膨胀性能与其结构和键强度密切相关。强度高的材料具有低的热膨胀系数(如SiC材料)。对于组成相同的材料,由于结构不同,其热膨胀系数也不同。通常结构紧密的晶体,热膨胀系数都比较大,而无定形的玻璃,则一般具有较小的热膨胀系数。对于氧离子紧密堆积结构的氧化物,线膨胀系数一般较大。在非同向性晶体(非等轴晶系)中,其热膨胀的各向异性特别明显,各晶轴方向的热膨胀系数不等。在结构上高度各向异性的材料,其体积膨胀系数都很小。
 
  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。耐火材料的热膨胀对其抗热震性及体积稳定性有直接的影响,是生产(制定烧成制度)、使用耐火材料时应考虑的重要性能之一。对于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。
 
  热膨胀分析仪可测量固体、熔融金属、粉末、涂料等各类样品,广泛用于无机陶瓷、金属材料、塑胶聚合物、建筑材料、涂层材料、耐火材料、复合材料等领域。

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