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耐火材料的熱膨脹知識

　　熱膨脹性是指耐火材料隨溫度升高體積或長度增大的性能，其表示方法常用線膨脹率和平均線膨脹系數(shù)，也可以用體積膨脹率和體積膨脹系數(shù)。

　　熱膨脹系數(shù)實際上并不是一個恒定值，它隨溫度的變化而變化，平常所說的熱膨脹系數(shù)都具有在指定的溫度范圍內(nèi)的平均值的概念，應(yīng)用時應(yīng)注意它適用的溫度范圍。

　　材料的熱膨脹性能與其結(jié)構(gòu)和鍵強度密切相關(guān)。鍵強度高的材料具有低的熱膨脹系數(shù)(如SiC材料)。對于組成相同的材料，由于結(jié)構(gòu)不同，其熱膨脹系數(shù)也不同。通常結(jié)構(gòu)緊密的晶體，熱膨脹系數(shù)都比較大，而無定形的玻璃，則一般具有較小的熱膨脹系數(shù)。對于氧離子緊密堆積結(jié)構(gòu)的氧化物，線膨脹系數(shù)一般較大。在非同向性晶體(非等軸晶系)中，其熱膨脹的各向異性特別明顯，各晶軸方向的熱膨脹系數(shù)不等。在結(jié)構(gòu)上高度各向異性的材料，其體積膨脹系數(shù)都很小。

　　耐火材料的熱膨脹性取決于其化學(xué)組成、礦物組成及微觀結(jié)構(gòu)，同時也隨溫度區(qū)間的變化而不同。

　　耐火材料的熱膨脹對其抗熱震性及體積穩(wěn)定性有直接的影響，是生產(chǎn)(制定燒成制度)、使用耐火材料時應(yīng)考慮的重要性能之一。對于熱膨脹大的以及存在多晶轉(zhuǎn)變的耐火材料，在高溫下使用時由于膨脹大，為抵消熱膨脹造成的應(yīng)力，要預(yù)留膨脹縫。線膨脹率和線膨脹系數(shù)是預(yù)留膨脹縫和砌體總尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計計算的關(guān)鍵參數(shù)。

　　耐火材料熱膨脹性的試驗方法有兩種，分別是國家標準GB/T 7320.1-2000(頂桿法)和國家標準 GB/T 7320.2-2000(望遠鏡法)。兩者的試驗原理：以規(guī)定的升溫速率將試樣加熱到指定的試驗溫度，測定隨溫度升高試樣長度的變化值，計算出試樣隨溫度升高的線膨脹率和指定溫度范圍的平均線膨脹系數(shù)。