耐火磚水冷自動抗熱震性試驗爐、耐火磚水冷自動抗熱震性試驗機：水冷法 風冷法

抗熱震性是指材料抵抗溫度急劇變化而導致損傷的能力，是力學性能和熱學性能在溫度變化條件下的綜合表現。

耐火材料在使用的過程中，經常會受到環境溫度的急劇變化的作用，其熱沖擊性能的優劣直接影響耐火材料的使用壽命，同時也關系到生產安全。因此熱震穩定性能是反映耐火材料優劣的重要指標。

耐火材料自動水冷熱震試驗機是一款應用于對耐火材料水急冷法試驗的自動化設備。具有自動化程度高、易于操作、工作可靠、外形美觀的特點，各項指標優越，擁有良好的性價比。

該耐火磚水冷自動抗熱震性試驗機可實現水冷抗熱震性測試的自動運行，10寸液晶觸摸屏控制，手動、自動兩種模式，運行平穩，故障率低;

試樣夾持器自動翻轉至固定位置，便于人工觀察?？膳鋫涓咔逦裙I攝像頭采集系統，對熱震后的試樣進行照片拍攝并保存記錄，以便于原始記錄的查詢觀察:可配備激光掃描系統，自動判斷斷裂破損情況并記錄。

耐火材料在承受急冷急熱過程中受其產生的內熱應力的反復作用，引起結構的破壞，產生裂紋甚至剝落。對這種溫度急劇變化所產生破壞的抵抗性能稱為抗熱震性、抗急熱急冷性能或熱震穩定性。
測試材料抗熱震性試驗方法有：水急冷法、壓縮空氣急冷法、空氣冷卻法 、風冷法、殘余強度法等等。
試樣的尺寸和形狀各異，有標磚、小方塊、柱狀、球狀、板狀、管狀、棒狀等

全自動熱震測試爐（熱震實驗爐，高溫熱震測試爐）爐膛尺寸：250×150mm×200長寬高

熱震測試爐技術性能

耐火材料抗熱震性實驗方法(水急冷法)

一、概述

抗熱震性測量耐火材料制品在加熱至規定溫度保溫一段時間后，對溫度迅速變化所產

生損傷的抗抵性能的一項指標，即材料經受劇烈的溫度變化而不破壞的性能稱之為抗熱震

性能，其大小是以試樣在保持不破壞的條件下能夠經受的最高溫度來表示之。

二、定義

1.抗熱震性

thermal shock resistance

耐火材料制品對溫度急劇變化所產生破損的抗抵性能。

2.水急冷法

試樣經受急熱后，以 5~35°C 的流動水作為冷卻介質急劇冷卻的方法。

三、原理

在規定的試驗溫度和水冷介質條件下，一定形狀和尺寸的試樣，經受急冷急熱的溫度

突變后，通過測量其受熱端面破損程度來確定耐火材料制品的抗熱震性。

爐體結構：爐體由金屬殼體、保溫材料、爐襯、加熱元件及測溫元件所組成。爐襯用高級氧化鋁制品，保溫材料用耐火纖維和輕質磚。

四、儀器設備

1. 采用電加熱爐。爐溫滿足試樣急熱過程。

2. 裝樣區爐溫分布均勻，保證試樣受熱端面任意兩點之間的溫度不大于 15°C，均溫區

應足以容納三塊以上試樣同時進行試驗。

3. 電熱偶：采用 S 型熱電偶，且一端應封閉。封閉端距試樣受熱端面保持 10~20mm。(加熱元件用硅碳棒，測溫元件用 S 型鉑銠-10 鉑熱電偶)。

4. 溫度控制儀：1 級。(主要由 T2100 智能溫控儀及專用可控硅電壓調整觸發板組成)。

5. 流動水槽。至少可容納三塊以上試樣同時可以進行急冷并保證流入與流出水槽水的溫度不大于 10°C。

6. 試樣夾持器可用同時可夾持三塊以上試樣并能調節試樣入爐、放入水深度，機械部分主要由送樣機構、試樣夾與軌道架及水槽組成。

主要技術指標：

溫度：1100°C

教學實驗中心 無機材料基礎實驗講義 耐火材料抗熱震性實驗方法(水急冷法)

爐膛尺寸：350×300×150mm

升溫速度：0~10°C/min

使用功率：10KVA/380V

水冷法，一個機械手

五、試樣

1. 樣品按國家標準取之。

2. 形狀尺寸：采用長 200~230mm，寬 100~150mm，厚 50~100mm 直形磚。

3. 試樣制備，從每塊樣品中各切取或磨取一塊試樣，試樣的受熱端面為制品的工作面，

并作很好標記，不得有因制樣而造成的裂紋等缺陷。

六、試驗程序

1.試樣在 110±5°C 或允許的較高溫度下烘干至恒重。(恒量是指相隔一小時的最后二次稱量之差不大于前次的 0.1%)。

2. 裝樣：將試樣在試樣夾持器上，一次最多裝 6 塊，試樣之間的距離不小于 10mm，

但試樣不得疊放，要保證試樣 50mm 長一段能夠經受急熱急冷，在試樣夾持部分試樣之間須用厚度大于 10mm 的隔熱材料填充，用方格網測量試樣受熱端面的方格數。

3. 急熱急冷過程：

a. 將加熱爐升至 1100±10°C 保溫 15 分鐘后，迅速將試樣移入爐膛內，受熱端面距爐門內側應為 50±5mm，距發熱體表面不小于 30mm，用隔熱材料及時堵塞試樣及爐門間隙。

b. 試樣入爐后，爐溫降低不大于 50°C，并在 5 分鐘內恢復至 1100°C 并保溫 20 分鐘。

c. 試樣急熱后迅速將其浸入 5~35°C 的流動的水中 50±5mm 深、距水槽底不小于20mm，調節水流量，使流入與流出水槽的水溫不大 10°C。

d. 試樣在水槽中急劇冷卻 3 分鐘后取出，在空氣中放置時間不小于 5 分鐘，急冷時應關閉爐門，使爐溫保持在 1100±10°C 內。

e. 試樣反復熱交替過程，當試樣在空氣中保持 5 分鐘爐溫恢復 1100°C 時即將試樣受熱端移入爐內，反復進行急熱急冷過程直至結束。

七、結果計算及處理

1. 試樣受熱端面破損率的計算，用方格網直接測量。試驗前試樣受熱端面的方格數 A1和破損后的方格數 A2。按下列公式計算受熱端面破損率： p= A2/A1 *100%。

2. 結果處理：

a. 當 P=(50±5)%時稱試樣受熱端面破損一半。

b. 在急冷過程中，試樣受熱端面破損一半時，該次急熱急冷循環作為有效計算。

c. 在試驗過程中，試樣受熱端面受機械磨損或碰撞面破損時，則試驗作廢。

教學實驗中心 無機材料基礎實驗講義 耐火材料抗熱震性實驗方法(水急冷法)

八、試驗報告(應包括)

1. 委托部門

2. 試樣名稱及牌號

3. 試樣編號

4. 試驗條件，如 1100°C，水冷

5. 報告熱震性的單值，若受熱端面未破損一半，則需分別報告抗熱震性次數及破損率。

6. 試驗單位與日期。

7. 試驗人員

磚試樣熱震

一、水急冷法-直形磚試樣
1、適用范圍
適用于致密硅酸鋁質耐火材料，不適用于堿性耐火材料、硅質耐火材料、熔鑄耐火材料、顯氣孔率大于45%的耐火材料或與水產生化學作用以及因熱震次數太少而難以判定其抗熱震性能優劣的耐火材料。以直形磚為試樣。
2、試樣
采用230mm×114mm×65（75）mm的直形磚試樣。
定形耐火制品試樣的制備按照GB/T7321的規定進行。當磚型較大時，可以在大磚上切取符合上述尺寸要求的試樣，每塊制品上只能切取一個試樣。
不定形耐火材料試樣的制備按YB/T5116、YB/T5202.1或相關規定進行。
二、水急冷法-小試樣
1、適用范圍
適用于致密硅酸鋁質耐火材料，不適用于堿性耐火材料、硅質耐火材料、熔鑄耐火材料、顯氣孔率大于45%的耐火材料、與水產生化學作用以及因熱震次數太少而難以判定其抗熱震性能優劣的耐火材料。以50mm×50mm的圓柱體或40mm×40mm×160mm的長方體為試樣。
2、試樣
定形制品采用50mm×50mm的試樣，每塊制品上只能鉆取一個試樣。不定形耐火材料采用40*40*160mm的試樣。
三、空氣急冷法
1、適用范圍
該方法適用于堿性耐火材料、硅質耐火材料、熔鑄耐火材料、與水產生化學作用以及因熱震次數太少而難以判定其抗熱震性能優劣的耐火材料。同時也適用于致密硅酸鋁質耐火材料，但測得的抗熱震次數與水急冷法測得的抗熱震次數不同，二者之間無可比性。該方法不適用顯氣孔率大于45%的耐火材料。
2、試樣
采用（114±3）mm×（64±2）mm×（64±2）mm的長方體試樣，試樣長度方向的兩相對面應平于，張力面和壓力面的平行度允許偏差不大于0.5mm，試樣中部橫切面的兩對邊平行度允許偏差不大0.2mm。
從每個樣品上切取1個試樣，且試樣應從制品的工作端的角部制取，長度沿制品的工作面，若工作面長度不足114mm，則可以沿制品的長度方向制取。制品的工作面為試樣的噴吹面和張力面，應做好標記，不得有因制樣而造成的裂紋及水化等缺陷，否則需重新制樣。
四、空氣自然冷法
1、適用范圍
該方法適用于測定顯氣孔率大于45%的耐火材料的抗熱震性。
2、試樣
選棱角完整、沒有裂紋的230mm×114mm×65（75）mm的直形磚，當磚型較大時，可以在大磚上切取符合上述尺寸要求的試樣，每塊制品上只能切取一個試樣。如果不能取得上述尺寸的樣品，可用與之尺寸接近的直形磚代替。

抗熱震性試驗機

抗熱震性試驗機是一種用于測試材料在受到溫度變化（尤其是急劇變化）的情況下，抵抗熱應力和熱沖擊能力的設備。熱震性是指材料在經歷快速溫度變化時，能夠承受由溫度梯度引起的內部應力而不發生破裂或其他結構性損傷的能力。此類試驗廣泛應用于陶瓷、金屬、玻璃、耐火材料等行業，以驗證材料的耐熱性、熱穩定性以及在高溫環境中的應用性能。

抗熱震性試驗機的工作原理：

抗熱震性試驗機通過模擬材料在極端溫度變化下的實際工作環境，幫助評估其耐熱震性能。工作原理通常包括如下步驟：

溫度控制：

試驗機將樣品暴露在不同的溫度條件下。設備通常包括一個加熱單元，用于迅速加熱樣品，另一個冷卻單元用于將樣品迅速冷卻。通過設定加熱和冷卻速率，可以模擬快速的溫度波動。

急劇溫差變化：

樣品在加熱和冷卻過程中，溫度變化較為急?。ㄍǔ装俣鹊臏夭钭兓?，以觀察材料在這些急速變化的條件下是否能維持其結構穩定性。

裂紋與破裂監測：

在測試過程中，抗熱震性試驗機會監測樣品的物理狀態，包括外觀上的裂紋、破裂或者形變等。通過對比不同溫度條件下的表現，評估材料的熱震耐性。

數據記錄與分析：

試驗機會記錄溫度變化過程中的各項數據（如溫度、時間、樣品的物理變化等），并提供分析報告。這些數據可以幫助工程師或研究人員進一步分析材料的熱穩定性和應用前景。

抗熱震性試驗機的主要功能：

快速溫度變化模擬：能模擬材料在實際工作中可能經歷的快速加熱和冷卻，尤其適用于高溫環境下的應用。

自動化控制：現代抗熱震性試驗機通常具備自動化控制系統，可以精準設定溫度變化速率、時間以及其他試驗參數，確保測試的一致性和準確性。

多種溫控模式：包括恒溫、升溫、降溫、急冷等多種工作模式，可根據材料的特性選擇不同的測試方式。

樣品損傷監測：通過視覺監測、應力傳感器等方式，能夠實時監控樣品的狀態變化，并及時記錄和分析熱震過程中可能發生的裂紋、破損等現象。

抗熱震性試驗機的應用：

陶瓷材料：

在陶瓷工業中，抗熱震性試驗機廣泛應用于測試耐火磚、陶瓷纖維、電子陶瓷等材料的熱震性能。這些材料常常暴露在極高溫度和快速溫差變化的環境下，必須具有優良的抗熱震性才能確保在實際應用中不會發生破裂或劣化。

金屬材料：

對于一些金屬材料（如鋁、鋼、合金等），抗熱震性試驗機可以幫助測試其在熱交換過程中的穩定性，特別是用于高溫條件下的發動機零部件、燃氣輪機葉片等部件的性能評估。

玻璃與耐火材料：

玻璃和耐火材料常常應用于高溫爐窯、反應堆、火箭發動機等高溫領域，抗熱震性試驗機幫助確認其在溫度波動下的耐受能力，確保這些材料在實際應用中具有良好的穩定性。

涂層與復合材料：

用于測試涂層和復合材料的耐熱性和熱震性能。例如，電子設備外殼、汽車發動機涂層等在熱負荷變化下的表現。

抗熱震性試驗機的結構組成：

加熱系統：

采用高溫加熱元件（如電爐、激光加熱等），能夠迅速將樣品加熱到設定的高溫。加熱速率通常需要精確控制，以模擬快速溫度變化的環境。

冷卻系統：

采用水冷或氣體冷卻系統（如氮氣、空氣冷卻），以迅速降低樣品的溫度。這一過程可以模擬材料從高溫環境轉入低溫環境的溫度變化。

控制系統：

配備溫控儀器，能夠精準控制加熱與冷卻過程中的溫度變化速率和溫差范圍，保證測試的精確性?？刂葡到y還可包括數據記錄和分析功能，實時監控試驗過程并自動生成報告。

樣品夾持系統：

用于固定樣品并確保其在加熱和冷卻過程中不會發生位移或受到外力影響，從而獲得準確的測試數據。

監測與記錄裝置：

配備裂紋檢測系統、應變儀、視覺監控等裝置，實時檢測樣品在熱震測試過程中的物理變化，記錄裂紋產生、變形等情況。

抗熱震性試驗機的技術要求與挑戰：

溫控精度：抗熱震性試驗機需要具備較高的溫控精度，才能確保溫度變化過程符合測試要求，否則可能導致試驗結果的不準確。

高溫環境耐受性：設備必須能夠承受高溫操作環境，確保加熱和冷卻系統的穩定性及耐用性。

快速反應時間：加熱和冷卻的速度需要快速響應，以模擬現實應用中的急劇溫差變化，確保測試過程符合實際情況。

樣品適應性：試驗機需要能夠適應多種材料樣品，包括金屬、陶瓷、玻璃等不同特性的材料。

總結：

抗熱震性試驗機是用于測試材料耐受急劇溫差變化的能力的重要設備。它廣泛應用于陶瓷、金屬、玻璃、耐火材料等領域，在高溫環境下的穩定性評估中發揮著關鍵作用。通過精確的溫控、快速的加熱和冷卻系統，抗熱震性試驗機能夠有效模擬實際工作環境，幫助研究人員和工程師評估材料的熱穩定性和熱沖擊承受能力，從而確保材料在實際應用中的可靠性與安全性。