Термическое расширение относится к характеристикам огнеупорного материала, объем или длина которых увеличивается с повышением температуры. Метод выражения обычно используется для линейного расширения и среднего линейного расширения. Также можно использовать объемное расширение и коэффициент объемного расширения.
Скорость линейного расширения относится к относительной скорости изменения (%) длины образца от комнатной температуры до температуры испытания. Средний коэффициент линейного расширения α относится к относительной скорости изменения длины образца от комнатной температуры до температуры испытания на каждый 1 ° C (K) повышения температуры.
Соответственно, объемное расширение выражается скоростью объемного расширения или коэффициентом объемного расширения β.
Если коэффициент линейного расширения мал, коэффициент объемного расширения приблизительно равен 3-кратному коэффициенту линейного расширения, то есть β = 3α. Для анизотропных кристаллов коэффициенты линейного расширения в каждом направлении оси кристалла различны и устанавливаются равными αa, αb и αc соответственно, а затем β = αa + αb + αc.
Фактически, коэффициент теплового расширения не является постоянной величиной. Он изменяется в зависимости от температуры. Обычный коэффициент теплового расширения представляет собой среднее значение в пределах указанного диапазона температур. При его применении обратите внимание на применимый диапазон температур.
Характеристики теплового расширения материала тесно связаны с его структурой и прочностью сцепления. Материалы с высокой прочностью связи имеют низкий коэффициент теплового расширения (например, материалы SiC). Для материалов с одинаковым составом из-за разной структуры их коэффициенты теплового расширения также различаются. Как правило, кристаллы с компактной структурой имеют относительно большой коэффициент теплового расширения, в то время как аморфное стекло обычно имеет относительно небольшой коэффициент теплового расширения. Для оксидов с плотно упакованными ионами кислорода коэффициент линейного расширения обычно больше. В неизотропных кристаллах (неравноаксиальная кристаллическая система) анизотропия теплового расширения особенно очевидна, и коэффициенты теплового расширения для каждого направления оси кристалла различны. В материалах с сильно анизотропной структурой коэффициент объемного расширения очень мал.
Тепловое расширение огнеупорных материалов зависит от их химического состава, минерального состава и микроструктуры, а также изменяется в зависимости от температурного диапазона.
Тепловое расширение огнеупорных материалов напрямую влияет на их термостойкость и объемную стабильность и является одним из важных свойств, которые следует учитывать при производстве и использовании огнеупорных материалов. Для огнеупорных материалов с большим тепловым расширением и поликристаллическим превращением следует оставлять компенсаторы, чтобы компенсировать напряжение, вызванное тепловым расширением из-за большого расширения при использовании при высоких температурах. Скорость линейного расширения и коэффициент линейного расширения являются ключевыми параметрами для расчетов зарезервированных компенсационных швов и общего размера кладки.
