열 충격 저항은 내화 재료가 온도의 빠른 변화로 인한 손상에 저항하는 능력을 말합니다. 열 충격 안정성, 열 충격 저항, 온도의 빠른 변화에 대한 저항, 빠른 감기 및 열에 대한 저항이라고합니다.
상이한 요구 사항 및 제품 유형에 따른 열 충격 저항의 결정은 해당 테스트 방법에 따라 결정되어야합니다. 주요 테스트 방법은 다음과 같습니다. 철도성 야금 표준 YB/T 376. 1-1995 열 냉각 방법), Ferrous the Perrous Veryggy 표준 YB/T 376. 불응 성 제품의 열 충격 저항 (공기 빠른 냉각 방법), 철도성 야금 표준 YB/T 376. 3-2004 내화 제품의 열 충격 저항에 대한 테스트 방법 3 부 : 물 빠른 냉각 - 균열 결정 방법, 철도 금속 표준 YB/T 2206. 1-1998 시험 방법.
내화성 캐스팅 가능한 재료의 열 충격 저항 (압축 공기 흐름의 빠른 냉각 방법), 철도성 야금 표준 YB/T 2206. 1-1998 내화성 캐스 타이블의 열 충격 저항 (압축 공기 흐름 냉각 방법), 강성 야금 표준 YB/T 376. 콜드 메법), 냉정 된 메르우스 표준 yb/tecb/tex. 2206. 2-1998 내화성 캐스트블 열 충격 저항 테스트 방법 (물 빠른 냉각 방법).
강도, 골절 에너지, 탄성 계수, 선형 팽창 계수, 열전도율 등과 같은 재료의 기계적 및 열적 특성은 열 충격 저항에 영향을 미치는 주요 요인입니다. 일반적으로, 내화 재료의 선형 팽창 계수가 작을수록 열 충격 저항이 더 좋습니다. 재료의 열 전도도 (또는 열 확산 계수)가 높을수록 열 충격 저항이 더 좋습니다. 또한, 내화 입자의 조성, 밀도, 마이크로 핀의 다공성, 기공의 분포, 생성물의 형태 등은 열 충격에 대한 내성에 영향을 미친다. 재료에 특정 수의 마이크로 크랙 및 기공의 존재는 열 충격 저항에 유리합니다. 제품의 큰 크기와 복잡한 구조는 제품 내에서 심각한 고르지 않은 온도 분포 및 응력 농도로 이어져 열 충격 저항을 줄입니다.
일부 연구에 따르면 균열 팽창을 방지하고, 균열 팽창 전력을 소비하고, 재료의 골절 표면 에너지를 증가시켜 선형 팽창 계수를 감소시키고 가소성을 증가시켜 내화 재료의 열 충격 안정성이 개선 될 수 있습니다. 특정 기술 측정은 다음과 같습니다.
(1) 적절한 다공성
모공이 존재하는 것 외에도 내부 뼈 곡물과 불응 성 물질의 결합 단계 사이에 일정량의 균열이 있습니다. 내성 재료 파괴 공정에서 내부 구멍 및 균열은 골절 연장 균열을 예방하고 억제하는 데 특정 역할을 할 수 있습니다. 내화 재료에 사용되는 고온 열 충격 조건과 같은 서비스 공정에서 표면 균열은 재료의 치명적인 골절을 유발하지 않으며, 손상의 원인은 대부분 스폴링 구조로 인한 내부 열 응력으로 인해 발생합니다. 재료의 내부 다공성이 큰 경우 열 응력으로 인한 균열의 길이를 단축하고 균열 수를 증가시킵니다. 짧고 많은 균열이 서로 교차하여 메쉬 구조를 형성하여 물질이 파괴 될 때 필요한 골절 에너지를 증가시키고 재료의 열 충격 안정성을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다. 내화 재료의 다공성이 13%-20%로 제어 될 때, 열 충격 안정성이 더 우수하다는 것이 일반적으로 받아 들여진다.
(2) 원료, 입자 임계 크기 및 모양의 입자 그라데이션 제어
관련 연구에 따르면 재료 파괴로 인한 표면 에너지와 시스템의 입자 크기의 제곱은 양의 비례입니다. 따라서, 재료 시스템에 큰 골재 입자의 도입을 통해, 대형 골재 조향 근처의 균열이 곡물 간 균열 특성을 향상시켜 내화 재료의 열 충격 안정성을 향상시키는 목적을 달성 할 수있다. 일반적으로, 불응 성 물질에서 응집체의 탄성 계수는 매트릭스의 모듈러스보다 상당히 크며, 이러한 탄성 계수의 차이는 큰 입자 응집체가 재료의 원래 균열의 확장을 지연시킬 수있게한다. 탄성 계수의 차이가 클수록 균열의 확장을 지연시키는 데있어서 집계의 역할이 더 명백하다. 동시에, 골재의 형상은 또한 내화 재료의 열 충격 안정성에 영향을 미치는 중요한 요소이다. 예를 들어, 적절한 양의로드 또는 플레이크 골재를 추가하기위한 재료 시스템에서와 같이 내화 제품의 열 충격 안정성을 향상시킬 수 있습니다.
(3) 합리적인 인터페이스 조합
응집체 및 매트릭스 특성의 내화물 (예 : 밀도, 열 확장 계수 등)의 내화성으로 인해 일반적으로 열 충격 균열의 확장, 조향 및 기타 중요한 영향에 대한 두 결합 된 인터페이스 사이의 큰 차이가 있습니다. 응집체 및 기타 기술적 측정의 선택 및 전처리를 통해, 응집체 및 매트릭스 사이의 적합한 결합 계면의 형성, 탈 중합, 입자 풀 아웃, 미세 홍수 및 기타 에너지 소비 메커니즘의 형성은 열적 재료의 강인성을 개선하는 목적을 달성하기 위해 열 충격 균열의 확장을 억제 할 수있다.
(4) 작은 선형 팽창 계수로 재료 단계 도입 또는 생성
매트릭스에 열 팽창이 낮은 적절한 양의 재료를 도입함으로써, 재료 내 열 팽창 불일치가 발생하여, 내화성 발사 공정에서 미세 균열을 생성하고 열 충격 균열의 확장을 방해한다. 그러나, 위의 미세 균열 중 너무 많은 것은 미세 균열의 집계를 유발하고 시편의 기계적 특성을 감소시킬 것이다. 따라서, 낮은 열 팽창 물질의 첨가는보다 균형 잡힌 열 충격 안정성 및 기계적 특성을 갖는 내화성 생성물을 얻기 위해 엄격하게 제어되어야한다.
(5) 균열 팁에서 위상 전이를 겪게하여 에너지 흡수 메커니즘을 형성 할 수 있도록 특정 재료 단계 (예 : 정각 ZRO2)를 도입하거나 생성합니다.
재료 시스템의 위상의 열 불일치를 통해, 비 심전제 파괴 시스템이 불응 성 물질 내에서 생성되고 복잡한 비선형 골절 거동이 발생하여 내화 생성물의 열 충격 안정성을 향상시킨다.
(6) 섬유 또는 섬유질 물질을 첨가하고 균일하게 분산시킨다
섬유, 수염 또는 in situ whiskers 등의 도입을 통해, 캐스팅 재료 등에 강철 섬유의 첨가와 같은 제품에 균일하게 분산되도록하기 위해, 내화 재료의 골절에 필요한 에너지를 증가시켜 상당한 비선형 특성을 나타내므로 재료의 강인성을 향상시킬 수 있습니다.
(7) 소성 또는 점성 성분을 추가하십시오
내화 시스템에 플라스틱, 점성 성분을 첨가하거나, 소환 공정에서 생성물을 만들어 고격성 액체 상을 형성하여, 플라스틱 변형의 사용으로, 탄성 변형 에너지의 방출을 흡수함으로써 내화 생성물의 인성을 개선시킨다. 예를 들어, 지르콘 - 지르코니아 내화 재료는 소환 공정에서 지르콘의 분해를 통해 ZRO2 및 고 점도 액체 상 SIO2를 형성하여 내화 물질의 인성을 상당히 향상시킨다.
Mullite 기반 재료의 위의 연구 진행과 내화 재료의 열 충격 안정성에 대한 연구 개요에서, 현재, Mullite 기반 내화 재료의 열 충격 안정성을 개선하는 주요 기술적 방법은 SIC 및 ZRO2 등을 추가하여 미세 락킹 및 위상 형질 전환을 통해 재료의 인성을 향상시키는 것임을 알 수 있습니다.