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陶瓷纤维的抗高温蠕变性能

2021-11-12

陶瓷纤维产品多数是用于1000℃以上高温下使用工程材料,其抗蠕变性能对窑炉的高温结构强度起主导作用。因此对于低蠕变耐火材料的研究已经越来越受人们的重视。

陶瓷纤维系列耐火材料的高温机械行为主要取决于显微结构特征,依赖于两个主要因素玻璃基质的数量和粘度(玻璃效应),晶体间接触或结合的程度和方式(结晶效应)。玻璃相含量低,粘度高以及晶体间结合程度高并形成连续交错网络结构, 有利于提高高温力学性能。

高温蠕变理论

蠕变性通常称之为徐缓的变形,即在低于屈服点的机械应力作用下,随着时间的进展,其固体发生流动和质量传递,而其整体性又未受到破坏。这种变形表示材料对机械荷重作用具有长时间的抵抗能力。蠕变曲线是在高温下、恒定荷重时,材料的变形随时间连续变化的曲线。

可分为3个阶段: (1) 在初始加荷出现瞬时应变ε0后的蠕变速率dε/ d t =ξ减小阶段(又称减速或迁移蠕变阶段) ;(2)蠕变速率最小并保持恒定的稳态蠕变阶段; (3) 蠕变速率急剧增大至破坏前的蠕变速率增加阶段(又称加速蠕变阶)。

影响陶瓷纤维抗蠕变性能的因素

影响陶瓷纤维高温蠕变的因素是多方面的,而且许多因素又是相互联系在一起的。影响陶瓷纤维蠕变变形的因素主要有以下几点:外界作用条件,包括温度,荷重,时间,气氛(氧化性或还原性)材料的材质,包括其化学组成,矿物组成(单相或多相),微观结构。陶瓷纤维的化学-矿物组成及其显微结构决定了其抗蠕变性能。

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