抗熱震性是指耐火材料抵抗溫度急劇變化而導致損傷的能力。曾稱熱震穩定性、抗熱沖擊性、抗溫度急變性、耐急冷急熱性等。耐火材料的抗熱震性是其力學性能和熱學性能在溫度變化條件下的綜合表現。
耐火材料在使用過程中,經常會受到環境溫度的急劇變化的作用。如鋼包在盛鋼、澆注與停澆過程中,轉爐、電爐等煉鋼時的加料、冶煉、出鋼或停爐中爐溫變化,其他間歇式高溫窯爐或容器在間歇過程中,由于溫度急劇變化,導致爐襯耐火材料產生裂紋、剝落甚至潰壞。此種破壞作用限制了制品和窯爐的加熱和冷卻速度,限制了窯爐操作的強化,是窯爐耐火材料損壞的主要原因之一。
影響耐火材料抗熱震性的因素是非常復雜的。根據材料抗熱震斷裂和抗熱震損傷的有關理論,材料的力學性能和熱學性能,如強度、斷裂能、彈性模量、線膨脹系數、熱導率等是影響其抗熱震性的主要因素。一般來說,耐火材料的線膨脹系數小,抗熱震性就越好;材料的熱導率(或熱擴散率)高,抗熱震性就越好。但對于強度、斷裂能、彈性模量對抗熱震性的影響,則與材料原來是否已存在微裂紋和裂紋的擴展等有關。此外,耐火材料的顆粒組成、致密度、氣孔是否微細化、氣孔的分布、制品形狀等均對其抗熱震性有影響。材料內存在一定數量的微裂紋和氣孔,有利于其抗熱震性;制品的尺寸大、并且結構復雜,會導致其內部嚴重的溫度分布不均和應力集中,降低抗熱震性。
基于以上對抗熱震性影響因素的分析,改善材料的抗熱震性可采取以下工藝措施:
(1)原料及外加劑選擇:盡量選用線膨脹系數低、熱導率高的原料,在不影響材料其他性能的情況下,加入線膨脹系數低、熱導率高的外
加劑;
(2)材料微觀結構優化:如在材料中引入第二相或第二種材料(氧化鋯),利用其相變產生微裂紋達到增韌的目的;
(3)在滿足使用條件的情況下,盡量制造尺寸小、形狀簡單的制品。對不同種類的耐火材料,抗熱震性的檢測方法也不同,主要包括水急冷法和空氣急冷法
