耐火材料孔結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能的相關(guān)性研究.pdf

1、耐火材料的力學(xué)性能是其關(guān)鍵基礎(chǔ)性能之一?，F(xiàn)有對(duì)耐火材料力學(xué)性能的研究主要集中在其氣孔率、體積密度、物相組成、燒成溫度、晶體結(jié)構(gòu)及顯微結(jié)構(gòu)等方面，但對(duì)氣孔結(jié)構(gòu)特征（氣孔的大小及分布、氣孔形狀等）與材料性能之間相關(guān)性的研究十分匱乏。盡管同一牌號(hào)耐火材料的物相和顯微結(jié)構(gòu)基本相同，但實(shí)際上，不同生產(chǎn)廠(chǎng)家和工藝裝備、甚至同一塊磚中不同部位材料的強(qiáng)度也存在一定的差異，這和材料中氣孔結(jié)構(gòu)特征（氣孔的大小及分布、氣孔形狀等）密切相關(guān)。本文以工廠(chǎng)生產(chǎn)的典

2、型牌號(hào)的二種商用高鋁磚和一種鎂鉻磚為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，使用壓汞法測(cè)定材料的氣孔孔徑大小及分布，采用分形維數(shù)表征孔形貌的復(fù)雜程度，運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)理論研究關(guān)聯(lián)程度的大小，探討耐火材料孔結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能之間的相關(guān)性。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴以莫來(lái)石-方石英為主的高鋁磚LZ-48，由于物料分布不均勻和壓制成型過(guò)程顆粒重排及移動(dòng)，沿成型壓力方向材料的顯氣孔率略有增加，材料內(nèi)氣孔的分形維數(shù)基本不變，其宏觀強(qiáng)度呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)。而以剛玉-莫來(lái)石為

3、主的高鋁磚LZ-65中顯氣孔率分布均勻，常溫強(qiáng)度有較大的差異，顯示出強(qiáng)度具有較明顯的分散性，且分散性是耐壓強(qiáng)度＞彈性模量＞抗折強(qiáng)度。灰色關(guān)聯(lián)理論研究顯示，兩種牌號(hào)的高鋁磚中孔的分形維數(shù)與彈性模量、抗折強(qiáng)度和耐壓強(qiáng)度的關(guān)聯(lián)系數(shù)都較大，而且LZ-48磚中孔結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度的關(guān)系更復(fù)雜，LZ-65磚中強(qiáng)度對(duì)＜10μm的孔含量更加敏感。⑵以方鎂石-尖晶石為主的直接結(jié)合鎂鉻磚DMC-12中顯氣孔率分布較為均勻，材料的強(qiáng)度同樣有一定的分散性，且分散性性是