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热震稳定性

耐火材料

耐火材料在使用过程中，经常会受到环境温度急剧变化的作用，例如，铸钢用盛钢桶衬砖在浇筑过程中，转炉、平炉或电炉等炼钢时的加料、出钢或操作中炉温的变化等，导致制品产生裂纹，剥落甚至崩溃。此种破坏作用不仅限制了制品和窑炉的加热和冷却速度，限制了窑炉操作的强化，并是致使窑炉损坏较快的主要原因之一。

简介
众所周知，材料随温度的升降，产生膨胀或收缩。如果膨胀或收缩受到约束不能自由发展时，材料内部会产生应力。此种因材料的热膨胀或收缩而引起的内应力称为热应力。热应力不仅在具有机械约束的条件下产生，而且均质材料中出现温度梯度，非均质固体中各相之间热膨胀系数的差别，甚至单相多晶体中热膨胀系数各向异性，都是产生热应力的根源。
观点
耐火材料是非均质的脆性材料，与金属制品相比，由于它的热膨胀率较大，热导率和弹性较小，以及抗张强度低等，抗热应力而不破坏的能力差，导致其抗热震性较低。
材料的热震破坏可分为两大类：一类是瞬时断裂，称为热冲击断裂；另一类是在热冲击循环作用下，先出现开裂，剥落，然后变质和碎裂，终至整体损坏，称为热震损伤。对于脆性耐火材料抗热震性的评价源于两种观点。
一种是基于热弹性理论，以热应力Sh和材料固有强度Sf之间的平衡条件作为热震破坏的判据：
Sh≥Sf
当材料固有强度不足以抵抗热震温差△T引起的热应力时，就导致材料瞬时断裂，即所谓的“热震断裂”。
另一种是基于断裂力学概念，以热弹性应变能W和材料的断裂能U之间的平衡条件为热震破坏的判据：
W≥U
当热应力导致的储存于材料中的应变能W足以支付裂纹成核和扩展形成新生表面所需要的能量U，裂纹就可能形成和扩展。它把材料的抗热震性和其物理性质的变化联系起来，探讨材料在受热过程中出现的开裂、剥落、退化、变质终至碎裂，损坏的过程，即所谓的热损伤过程。
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