耐火度

耐火度 圖片來自材料網

耐火度又稱耐熔度。表徵物體抵抗高溫而不熔化的性能指標。耐火度不是物質的物理常數，而是一個技術指標，它的高低由物料的化學組成、分散度、液相在其中所占比例以及液相黏度等所決定。耐火度的測定方法是：將試驗物料做成規定尺寸的截頭三角錐，在一定的升溫速度下加熱時，由於本身的重量而逐漸彎倒，試錐彎倒至其頂端與底盤接觸時的溫度即試驗物料的耐火度。

耐火度是判定能否作為耐火材料的依據。因此耐火材料樣品必須先經過耐火度的測試。現有的耐火度測試設備中，部分採用矩形錐台，發熱體單側加熱，測試錐向發熱體面溫度高彎倒，彎倒方向於觀察面的對面，測試誤差較大、測試錐間距過小、圖像有重複，且矩形錐台發熱體單側加熱也會出現爐膛溫場不均，造成試樣的溫度不均勻，最終導致耐火度測試結果不準確。目前，有耐火度測試設備採用了圓形錐台，圓形錐台上設有六個錐孔，人工觀察為從上向下看，可以觀察六個樣品的不同彎倒情況。採用水平攝像採集，因為要求錐台旋轉，實際觀察過程中會出現視覺上的位置混亂，採集圖像會有重合，不方便觀察和自動判斷。

目錄

定義及應用

耐火度是指材料在高溫作用下達到特定軟化程度的溫度，表徵材料抵抗高溫作用的性能。

耐火度所表示的意義與熔點不同。熔點是結晶體的液相與固相處於平衡時的溫度。耐火度是多相體達到某一特定軟化程度的溫度。對絕大多數普通耐火材料而言，都是多相非均質材料，無一定熔點，其開始出現液相到完全熔化是一個漸變過程，在高溫下相當寬的範圍內，固液相併存。故欲表徵這種材料在高溫下的軟化和熔融的特徵，只能以耐火度來度量。

耐火度是判定能否作為耐火材料的依據。國際標準化組織耐火材料技術委員會（ISO/TC33） 1986年公布，耐火度達到1500℃以上的無機非金屬材料或製品即為耐火材料。耐火度不是耐火材料的熔點，因為耐火材料是各種礦物組成的多相固體混合物，不是單相的純物質，它主要是表徵材料在無荷重和高溫作用下熔融和軟化的程度，是耐火材料的重要質量指標之一，不能把耐火度作為耐火材料的使用溫度，耐火材料達到耐火度時，已有70%～80%的液相生成，其粘度為10～15Pa·s，不再有機械強度和耐侵蝕性。提高耐火原料的純度，可提高耐火材料的耐火度。

耐火度是評定耐火材料的一項重要技術指標。但是，不能作為製品使用溫度的上限。對由單相多晶體構成的耐火材料，其耐火度一般低於晶體的熔點。但是，有些耐火材料，如當形成的液相粘度很高時，其耐火度也可高於熔點。

材料耐火度

一些常用耐火材料原料和製品的耐火度如下：

結晶硅石　1730～1770℃　高鋁磚>1770～2000℃

硅磚　1690～1730℃　 鎂　 磚>2000℃

硬質粘土　1750～1770℃　 白雲石磚>2000℃

粘土磚　1610～1750℃

測定方法

耐火度的測定方法，除有國際標準（ISO528）外，各國都有標準方法，但大致相同，都是採用與標準測溫錐相比較的方法。

耐火材料試錐在高溫下的彎倒程度，主要取決於液相與固相的數量比、液相的粘度變化和高熔點晶相的分散度。通常錐體達到耐火度時，多數均含液相約70～80%，液相粘度約為10～50Pa·s，並隨材料不同而異。因此，可以認為耐火材料耐火度的高低除與測定條件，特別是與試錐的粒度組成和升溫速度以及某些材料與測定氣氛有關以外，主要受材料的化學和礦物組成所控制。對由各種單二組分構成的耐火材料而言，主要取決於化合物熔點的高低。而對由多組分構成的耐火材料而言，取決於主成分和他成分的數量比。雜質會嚴重降低材料的耐火度。如對Al2O3，含量在20～80%之間的硅鋁系耐火材料而言，耐火度t 可近似地以Al2O3和雜質R 百分含量估算，即t=1580+4.386（Al2O3-R）。因此，欲提高耐火材料的耐火度，必須提高主成分和主晶相的數量並儘量降低雜質。

中國標準（GB7322）與國際標準完全相同，將被測材料磨成細粉，製成與標準測溫錐形狀、尺寸相同的截頭三角錐，也可直接從耐火製品上鋸取上述的截頭三角錐，與標準測溫錐一起插在一個耐火的底盤上，放在炭阻爐或燃氣高溫爐內，按規定的速率加熱，視其與標準測溫錐相比較所彎倒的程度，當其彎倒至錐的尖端接觸底盤時的溫度（見下圖1所示），即為材料的耐火度，通常都用標準測溫錐的錐號表示。

各國標準測溫錐規格不同，錐號所代表的溫度也不一致。世界上最常見的是德國的塞格爾錐（Segerkegel），縮寫為SK，如SK35代表1780℃，而美國的奧頓錐（orton） 35代表1785℃。國際標準化組織的標準測溫錐（ISO）、中國的標準測溫錐（WZ）和前蘇聯的標準測溫錐（ПК）都是一致的，採用錐號乘以10即為所代表的溫度。如ISO176、WZ176以及ПК176均代表1760℃。英、德、美國標準測溫錐號的相應溫度見下表。 英國、德國、美國標準測溫錐號相應溫度（℃）