耐火材料物理檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展

姬磊

摘要：耐火材料，根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)是指在高溫環(huán)境下其化學(xué)與物理性質(zhì)穩(wěn)定并能正常使用的非金屬（并不排除含有一定比例的金屬）材料與產(chǎn)品。耐火材料包括天然礦石以及按照一定的工業(yè)要求制造，具有一定的高溫力學(xué)性能、良好的體積穩(wěn)定性，并且是各種耐高溫設(shè)備必需的材料。本文在基于對(duì)耐火材料了解的基礎(chǔ)上，分析了耐火材料物理檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，希望能給相關(guān)的工作人員提供一些研究依據(jù)。

關(guān)鍵詞：耐火材料;物理檢測(cè)技術(shù);種類;發(fā)展

前言

耐火材料按化學(xué)成分分類，耐火材料與水泥、混凝土、陶瓷、玻璃等同屬無機(jī)非金屬材料。它們?cè)谖锢硇阅苤笜?biāo)、檢測(cè)儀器設(shè)備以及物理性能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和方法上，具有很大的相似性與共同性。具體表現(xiàn)在物理性能術(shù)語名稱及定義相同，檢測(cè)原理一致，檢測(cè)儀器設(shè)備相似，檢測(cè)方法接近以及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)相互聯(lián)系等。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，優(yōu)質(zhì)的耐火材料因具有更佳的高溫力學(xué)性能和良好的體積穩(wěn)定性勢(shì)必將成為各種高溫設(shè)備的必需材料。但是我們必須認(rèn)識(shí)到，耐火材料的生產(chǎn)及利用屬于較高能耗和污染工業(yè)，會(huì)給生態(tài)帶來一定的破壞和影響。因此，如何提高后耐火材料的技術(shù)含量和附加性能、利用率并減少污染;如何強(qiáng)化我國耐火材料資源和產(chǎn)品生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)等都是耐火材料從業(yè)者所必須面對(duì)的問題。本文對(duì)耐火材料的發(fā)展歷史、物理檢測(cè)技術(shù)、成分及種類和未來發(fā)展方向進(jìn)行了綜合評(píng)述以探究該行業(yè)的重要意義。

就像其他材料的檢測(cè)一樣，我國的耐火材料物理檢測(cè)技術(shù)也包括軟硬兩部分，即物理檢測(cè)要用到的儀器和設(shè)備以及進(jìn)行物理檢測(cè)要用到的各種標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)等等。因此，在檢測(cè)師火材料的物理性質(zhì)之前，我們一定要保證所使用設(shè)備的參數(shù)的完整性，這樣才能更好的幫助我們得到最終的準(zhǔn)確結(jié)果，以下是我們的具體分析內(nèi)容。

一、耐火材料的含義

耐火材料，就是耐火度不低于1580℃的無機(jī)非金屬材料。這種材料能夠抵抗高溫而不會(huì)在持續(xù)的高溫下軟化熔斷。近年來，我國的高溫工業(yè)迅猛發(fā)展，與此相對(duì)應(yīng)的是耐火材料行業(yè)也相應(yīng)得到了高速的發(fā)展，耐火材料的產(chǎn)量也一直保持著良好的發(fā)展勢(shì)頭。截至目前為止，我國耐火材料的產(chǎn)量占全球產(chǎn)量的比重甚至超過了百分之六十，居世界耐火材料產(chǎn)量和銷量的第一。

根據(jù)耐火材料的性質(zhì)可知，耐火材料主要應(yīng)用于冶金、化工、石油、機(jī)械制造、動(dòng)力等等工業(yè)領(lǐng)域。尤其以冶金工業(yè)為主，冶金工業(yè)為重，在我國，冶金工業(yè)使用的而火材料占耐火材料總產(chǎn)量的一半以上。在耐火材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面，原來的同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)只有一種號(hào)，現(xiàn)在也增加了有高低多種牌號(hào)，在同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)里面也能分出質(zhì)量的高低。

二、我國耐火材料的分類及其物理檢測(cè)的發(fā)展概況

（—）耐火材料的分類

耐火材料種類繁多且應(yīng)用復(fù)雜，因此常常要根據(jù)不同的用途對(duì)其進(jìn)行分類。按照耐火度的高低可將其分為普通耐火材料、高級(jí)耐火材料、特級(jí)耐火材料等三種;依據(jù)制品形狀及尺寸的不同可分為標(biāo)準(zhǔn)型、異型、特異型、特殊制品等四種;按制造方法耐火材料可分為燒成制品、不燒成制品、不定形耐火材料等;按材料化學(xué)屬性可分為酸性耐火材料、中性耐火材料、堿性耐火材料等;按化學(xué)礦物質(zhì)組成可分為硅質(zhì)、硅酸鋁質(zhì)、剛玉質(zhì)、鎂質(zhì)、鎂鈣質(zhì)、鋁鎂質(zhì)、鎂硅質(zhì)、碳復(fù)合耐火材料、錯(cuò)質(zhì)耐火材料、特種耐火材料。

（二）耐火材料物理檢測(cè)的發(fā)展概況

我國現(xiàn)階段采用的物理檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)主義有cB、YB、JC三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，三者與國際標(biāo)準(zhǔn)一—ISo標(biāo)準(zhǔn)大多一致，有的僅略作修改沒有本質(zhì)不同，但是我國耐火材料的物理檢測(cè)發(fā)展卻有著一段長(zhǎng)遠(yuǎn)的歷史。由于我國耐火材料的物理檢測(cè)技術(shù)起步比較晚，在1955年才根據(jù)當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)施行的耐火材料檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)建立了我國的重工業(yè)部的標(biāo)準(zhǔn)。改革開放后，我國大力發(fā)展工業(yè)，就根據(jù)相應(yīng)的生產(chǎn)需要，發(fā)展了屬于自己的耐火材料檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。直至目前為止，已經(jīng)從最初的九個(gè)標(biāo)準(zhǔn)增加到了七十余個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，這七十多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中還不包含地方上自己制定的標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。這也說明我國的耐火材料物理測(cè)試的技術(shù)能力得到了極大的進(jìn)步和發(fā)展，但也需要我們的技術(shù)人員以及科研工作者不斷地提升自身的創(chuàng)新意識(shí)以及責(zé)任心，將耐火材料物理檢測(cè)技術(shù)研究得越來越好。

經(jīng)過三四十年的努力，我國也建立了一套具有一定的規(guī)范的耐火材料標(biāo)準(zhǔn)化檢測(cè)體系，從而使得我國的耐火材料物理檢測(cè)能有章可循，有先例可以借鑒，使得我們?cè)谔幚韺?duì)于不同類型的耐火材也料也有著不同的檢測(cè)方法和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)也被應(yīng)用到耐火材料的物理檢測(cè)技術(shù)當(dāng)中，使得耐火材料物理檢測(cè)的數(shù)據(jù)更加精確，更加直觀，也更加細(xì)致，日漸積累的數(shù)據(jù)，為耐火材料物理檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展提供借鑒。

三、耐火材料物理檢測(cè)技術(shù)的檢測(cè)方向以及檢測(cè)設(shè)備

耐火材料的物理檢測(cè)主要是針對(duì)以下幾方面的檢測(cè)：首先是針對(duì)結(jié)構(gòu)性能的檢測(cè)，如對(duì)氣孔率、體積密度、吸水率、透氣度、氣孔孔徑分布、顆粒體積密度、真密度、耐壓強(qiáng)度等進(jìn)行的檢測(cè);其次是針對(duì)防火等級(jí)的檢測(cè)，其主要檢測(cè)內(nèi)容為難燃性、引燃性、產(chǎn)煙毒性、煙密度、熱釋放及煙氣等;第三是針對(duì)熱學(xué)性能的檢測(cè)，如熱導(dǎo)率、熱膨脹系數(shù)、比熱、熱容、導(dǎo)溫系數(shù)、熱發(fā)射率、熱震穩(wěn)定性等方面的檢測(cè);第四是針對(duì)力學(xué)性能的檢測(cè)，如對(duì)耐壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、抗扭強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、耐磨性、蠕變性、粘結(jié)強(qiáng)度、彈性模量、熱態(tài)壓縮率、熔需鹿指數(shù)、擠壓縫試驗(yàn)等;最后是針對(duì)使用性能的檢測(cè)，主要檢測(cè)是對(duì)耐火材料耐火度、荷重軟化溫度、重?zé)€變化、抗熱震性、抗渣性、抗酸性、抗堿性等性能的檢測(cè)。這些物理檢測(cè)的內(nèi)容決定了耐火材料物理檢測(cè)技術(shù)設(shè)備的發(fā)展方向，下面是對(duì)耐火材料物理檢測(cè)設(shè)備的具體分析：

耐火材料比較重要的物理性能指標(biāo)都是高溫下的指標(biāo)，所以耐火材料物理檢測(cè)設(shè)備都要帶有可控溫的高溫發(fā)熱體，同時(shí)對(duì)設(shè)備的抗高溫性能也有較高的要求。發(fā)熱體也是進(jìn)行耐火材料耐火性能檢測(cè)的重要組成部分，目前常常被使用的發(fā)熱體主要是炭粒發(fā)熱體、硅鋁棒發(fā)熱體等，選擇性能佳的發(fā)熱體，有利于檢測(cè)的順利完成并達(dá)到更高的科研要求。炭粒發(fā)熱體的應(yīng)用溫度是最高的，采用該發(fā)熱體的加熱爐溫度可以達(dá)到200o℃左右，目前是被應(yīng)用于耐火材料高溫性能檢測(cè)的材料。硅碳發(fā)熱體的使用溫度在1500℃左右。除了上述我們所提到的這些固體的發(fā)熱體之外，也有氣體和液體的發(fā)熱體，比如煤氣、天然氣、液化氣等燃料都可以作為檢測(cè)設(shè)備的發(fā)熱體。隨著高溫工業(yè)對(duì)耐火材料的質(zhì)量要求不斷提高，物理檢測(cè)技術(shù)也不斷地發(fā)展，更多新的發(fā)熱體被開發(fā)應(yīng)用于檢測(cè)技術(shù)中。

除了發(fā)熱體之外，儀器設(shè)備的其他部分也進(jìn)行了不同程度的改進(jìn)，采用更好的保溫體，提高了儀器的檢測(cè)溫度。測(cè)試系統(tǒng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的引入替代了落后的人為目視檢測(cè)，比如耐火度檢測(cè)就用計(jì)算機(jī)替代了目視鏡，檢測(cè)結(jié)果更精準(zhǔn)客觀，符合科學(xué)，從而使檢測(cè)獲得了較大的發(fā)展。近年，科學(xué)家逐漸研發(fā)出了更多適合多樣檢測(cè)的儀器設(shè)備，滿足了耐火材料的科研和質(zhì)量控制，并大大減少了檢測(cè)成本。

四、結(jié)束語：

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷發(fā)展，為了能夠進(jìn)行更詳細(xì)的關(guān)于耐火材料物理檢測(cè)技術(shù)研究，相關(guān)管理者和科學(xué)研究人員就必須要不斷提高日常實(shí)踐中的整體素養(yǎng)技能和專業(yè)知識(shí)，將耐火材料物理檢測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀和趨勢(shì)研究的更加合理化，并且對(duì)其進(jìn)行討論和評(píng)價(jià)，使其具有更廣泛的積極意義。相信在研究人員的不斷努力下，耐火材料物理檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展形勢(shì)和趨勢(shì)將會(huì)越來越好。

參考文獻(xiàn)：

楊聲波.淺談我國耐火材料的檢測(cè)方法.中國建材，2017，（2）.63-65.