抗热震性

指材料在承受急剧温度变化时，评价其抗破损能力的重要指标

抗热震性，指材料在承受急剧温度变化时，评价其抗破损能力的重要指标。各测试值之间越接近，精密度就越高。反之，精密度就越低抵抗损伤的能力。曾称热稳定性，热震稳定性，抗热冲击性，抗温度急变性，耐急冷急热性等。

性能简介

又称抗热冲击性，俗称热稳定性。材料及其制品抵抗温度激烈变化不至损坏或破坏的性能。材料及其制品承受温度激烈变化而引起内部温度梯度时，在材料内部会因收缩或膨胀受阻产生热应力，当热应力超过材料强度极限时，产生开裂、破坏和机械强度降低等现象。抗热震性与材料的机械强度、弹性模量、热膨胀系数、热导率、比热容、体积密度、结构均匀性及表面传热系数有关；对于制品来说，还与形状、厚薄有关。

材料在热震中产生的新裂纹，以及新裂纹与原有裂纹扩展造成的开裂、剥落、断裂等状况，称为热震损伤。热震损伤是热应力作用的结果。材料在温度变化时，变形受到抑制所产生的应力为热应力。线膨胀系数不同的多相物体在温度变化时，均匀热膨胀的物体受到温度梯度作用时，以及相变时，都会产生热应力。热应力与材料的弹性模贡及弹性应变成正比，而弹性应变等于线膨胀系数和温度变化的乘积。

主要影响因素

材料特性，如材料的热膨胀系数、导热系数、弹性模量、材料固有强度、断裂韧性等。一般地讲，热膨胀系数越小，材料因温度变化而引起的体积变化小，相应产生的温度应力小，抗热震性越好；热导率大，材料内部的温差越小，由温差引起的应力差越小，抗热震性越好；材料固有强度越高，承受热应力而不致破坏的强度越大，抗热震性好；弹性模量越大，弹性越小，材料产生弹性变形较小而不能缓解和释放热应力，对抗热震性不利。

改善途径

首先，应从显微结构出发，使其具有低的线膨胀系数和弹性模量，高的断裂功和热导率。这可采取向基体中引入第2相或第2种材料等措施实现，例如，向材料中引入线膨胀系数低的尖晶石（如镁铝砖、镁铬砖）、加入热导率高而线膨胀系数和弹性模量低的石墨（如MgO-C系、MgO-CaO-C系、Al2O3-C系制品）；利用氧化锆的相变增韧，往氧化铝、莫来石等基体中加入氧化锆；利用纤维增强，往耐火浇注料中加入钢纤维或耐火纤维。其次，应考虑制品的大小和形状。制品小，形状简单，抗热震性相对好些。

抗热震性试验

热抗震性试验是评价试样经受1次或多次温度急剧变化的损伤程度。表征抗热震性，需要两个要素：试样经受的热循环和评价其热震损伤程度所用的方法。试样经受的每一热循环，包括两个阶段。在第1个阶段，整个试样或只其1部分（例如一个面）加热到初始温度Ti。在此加热期间，加热速率不导致过大的应力。热震是在由初始温度Ti迅速变为最终温度Tf的第2个阶段完成的。如Ti>Tf，热震由冷却完成；如Ti

标准试验方法如下：

（1）中国的直形砖水淬冷法（YB 376）。直形砖（（200～230mm） × （100～150mm） × （50～100mm））的受热端面伸入到预热至1100℃的炉内50mm，保持20min，接着在室温水中淬冷3min，然后干燥。用受热端面破损一半的热循环次数表征其抗热震性。

（2）中国的长条试样试验法（YB 4018）。长条试样（230mm×114mm×31mm或230mm×65mm×31mm）以一个面（230mm×31mm）为受热面，在均热板上自室温以规定的速率加热至1000℃，保持30min，然后置于空气中淬冷。以热震前、后抗折强度变化百分率评价其损伤程度。

式中：Rr —— 抗折强度保持率，%；Ra —— 热震后式样的抗折强度，MPa；Rb —— 热震前试样的抗折强度，MPa。

（3）美国的镶板试验法（ASTMC38）。试验砖叠砌成的边长不小于460mm的正方形镶板，预热24h，冷却，然后按要求的次数在炉子和喷水雾的鼓风机之间经受热循环，以质量损失与外观检查评价其热震损伤程度。

（4）美国的长条试样试验法（ASTM C1100）。长条试样（长度为228mm的直砖、薄片砖、条等）横跨燃气烧嘴。从点火开始，加热15min，热面温度为816～1093℃，然后关闭燃气，通过烧嘴鼓风冷却15min。循环5次。以试样热震前后的弹性模量、声速或抗折强度变化百分率，评价其损伤程度。

（5）欧洲耐火材料生产者联合会的圆柱体试样水淬冷法（PRE/R5-1）。圆柱体试样（直径50mm，高50mm）于950℃炉中加热15min，接着在室温水中淬冷3min，之后干燥。用导致断裂的热循环次数表征其抗热震性。

（6）欧洲耐火材料生产者联合会的棱柱体试样空气淬冷法（PRE/R5-2）。棱柱体试样（114mm×64mm×64mm）加热至950℃，保持45min，然后置于铁板上，用一股压缩空气喷射5min，之后经受0.3MPa的弯曲应力，当试样断裂时，试验结束，否则，重复热循环，直至断裂或30次为止。

（7）英国的小棱柱体试样试验法（BS1902：5.11）。小棱柱体试样（75mm×50mm×50mm）置于冷炉内，以恒定的速率加热到450℃（硅砖）或1000℃或1200℃（其他材料），在该温度下保持30min，之后经受空气冷却和加热循环，每次20min。每一循环后，经受固定的弯曲应力，循环重复至断裂或30次为止。

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