氣孔結(jié)構(gòu)參數(shù)對耐火澆注料影響詳談

　　澆注料是一種由粒狀和粉狀耐火物料按一定組成配料，外加一定量結(jié)合劑和水，經(jīng)攪拌、振動澆注成型的不定形耐火材料，它廣泛應用于冶金、玻璃、水泥、石化、能源等高溫行業(yè)。耐火澆注料在成型、熱處理過程中的脫水和燒結(jié)階段都不可避免地會產(chǎn)生氣孔。據(jù)統(tǒng)計，在致密耐火澆注料中，基質(zhì)占澆注料總體積的25%，而氣孔約占基質(zhì)總體積的10%，可見，氣孔是基質(zhì)顯微結(jié)構(gòu)的重要組成部分。氣孔結(jié)構(gòu)參數(shù)包含了非常豐富的內(nèi)容，如氣孔率、氣孔的形狀與分布、氣孔尺寸與孔徑分布、氣孔孔容等，它們都在很大程度上決定著耐火澆注料的力學和熱學性能。

　1、對澆注料強度
　　澆注料經(jīng)高溫熱處理后，其基質(zhì)與骨料間的結(jié)合將由先前結(jié)合劑提供的水化或凝聚結(jié)合轉(zhuǎn)變?yōu)橐驘Y(jié)而形成的陶瓷結(jié)合，而陶瓷相材料的通性則是質(zhì)脆和理論強度大，但因其內(nèi)部存在雜質(zhì)、氣孔等多種缺陷而導致實際強度小很多。事實上，氣孔不僅減小了承受負荷的面積，而且在氣孔鄰近區(qū)域產(chǎn)生應力集中，從而減弱了材料的負荷能力。

　　耐火澆注料的孔徑指的是澆注料內(nèi)部孔隙的名義直徑，一般都有平均或等效的意義，其表征方式有孔徑、平均孔徑、孔徑分布等。孔徑分布是澆注料氣孔結(jié)構(gòu)參數(shù)中除氣孔率之外的另一項重要內(nèi)容。耐火澆注料的強度不僅受氣孔率的影響，同時也受到氣孔的大小和形狀等因素的影響。

　　2、對澆注料熱導率
　　耐火澆注料中氣孔對熱導率的影響較為復雜。當氣孔率不大，氣孔尺寸很小，又均勻分散在澆注料介質(zhì)中時，可把氣孔看作澆注料連續(xù)相中的分散相。高鋁質(zhì)耐火材料導熱率隨總氣孔率或顯氣孔率的增加呈指數(shù)關(guān)系下降。這同時也是輕質(zhì)隔熱澆注料、硅酸鹽纖維制品和空心球輕質(zhì)陶瓷制品等的保溫原理。

　　3、對澆注料熱膨脹系數(shù)
　　影響材料熱膨脹系數(shù)的因素有很多，如材料本身的化學礦物組成、晶體結(jié)構(gòu)及晶型轉(zhuǎn)換、鍵強度、微應力、外界溫度、內(nèi)部結(jié)構(gòu)的緊密程度等，但氣孔率對材料熱膨脹性能的影響很大程度上取決于氣孔在材料中的分布狀態(tài)，而與氣孔率的大小關(guān)系不大。

　　4、對澆注料抗爆裂性能
　　耐火澆注料的烘烤工藝一直是工業(yè)生產(chǎn)中受關(guān)注的一個問題。澆注料在烘烤中發(fā)生突發(fā)性脫落的主要原因是游離水在100℃沸騰，產(chǎn)生帶壓氣體而未及時排出。如果澆注料的結(jié)構(gòu)顯示出低透氣性，則蒸汽產(chǎn)生的速度比其從氣孔釋放出來的速度要快；當形成的壓力超過結(jié)合劑所提供的極限強度時，就會導致澆注料的機械損壞。可見，透氣性是影響澆注料干燥速度和加熱過程中開裂靈敏度的一個主要參數(shù)。