差頂桿法耐火材料高溫膨脹系數試驗機技術方案

文件編號:STR-DIL-1600-20250605

版本號:V1.0

發(fā)布日期:2025 年 6 月 5 日

編制/批準:洛陽賽特瑞技術研發(fā)部

一、概述簡介

耐火材料熱膨脹試驗爐為差頂桿法耐火材料高溫膨脹系數試驗機

本耐火材料熱膨脹試驗爐采用經典“差頂桿(Push-Rod)”原理,在 50-1600 ℃ 范圍內連續(xù)測定耐火材料、陶瓷、玻璃、金屬陶瓷等固體試樣的線性熱膨脹系數(CTE)。配備高純剛玉(或 AlN/SiC 可選)頂桿-支撐系統(tǒng)、伺服加載恒接觸力、激光位移細分、B 型熱電偶雙閉環(huán)控溫及工業(yè) PC 實時采集,實現升溫-膨脹-冷卻全過程自動記錄,符合 GB/T 7320-2018、ISO 14420、ASTM E831 等標準要求,為質檢、科研及新材料開發(fā)提供高精度熱膨脹數據。

二、遵循標準

GB/T 7320-2018《耐火材料 熱膨脹試驗方法》

ISO 14420:2020 耐火制品—線性熱膨脹測定

ASTM E831-14 固體材料線性熱膨脹系數標準試驗方法

JJG 141 工作用鉑銠熱電偶檢定規(guī)程

三、用途

耐火磚、不定形料、陶瓷、玻璃 1600 ℃ 以內平均線膨脹系數 α 及瞬時膨脹曲線測定;

材料燒結收縮-膨脹行為、相變點(石英 573 ℃ 等)定位;

研發(fā)階段配方篩選、結合劑/微粉對膨脹匹配性評價;

質量仲裁、出廠檢驗及熱應力模擬輸入參數提供。

四、工作原理

將 直徑6-10 mm×L50 mm 圓柱或 5×5×50 mm 長方體試樣與參考頂桿同軸置于高純剛玉支撐管;頂桿另一端與激光位移傳感器相連;爐膛按設定速率升溫,試樣膨脹(或收縮)推動頂桿,位移傳感器實時輸出 ΔL;計算機按 α=ΔL/(L?·ΔT) 計算瞬時/平均 CTE,并繪制 ΔL-T、α-T 曲線。差頂桿結構可自動扣除支撐管自身膨脹,精度≤±0.1×10-6 /K。

五、主要技術參數

六、可增選配置

七、結構特點(模塊化)

立式管式爐:硅鉬棒 8 支圓周均布,輻射受熱,溫差≤2℃;

差頂桿組件:剛玉支撐管+剛玉頂桿,同軸度≤0.02 mm,可拆卸清洗;

伺服恒力機構:磁懸浮平衡+直線導軌,0.05-0.5 N 無級可調,自動補償熱漂移;

激光位移細分:632 nm 激光干涉,分辨率 0.01 μm,采樣頻率 1 kHz;

氣氛模塊:不銹鋼密封爐管,水冷法蘭,O-ring 快速裝夾;

電控箱:強弱電分離,SCR 調功,PID 雙閉環(huán),EMC 屏蔽,UPS 斷電續(xù)接。

八、標準配置清單

復制

九、易損件與壽命

十、售后質保

十、售后質保

整機 12 個月;

現場安裝調試+培訓 2 人天;

24 h 響應,72 h 到場(國內);

軟件終身免費升級;

10 年備件保障,質保期外僅收成本費。

十一、包裝運輸

木箱+防震泡沫+纏繞膜,防雨標識;

吊裝位置貼“重心”“向上”,嚴禁倒置;

運輸溫度 -20-+60 ℃,相對濕度 ≤85 %。

十二、使用環(huán)境要求

室內 5-40 ℃,濕度 ≤80 %RH 無凝露;

海拔 ≤2000 m,地面平整,承重 ≥300 kg;

電源 AC220V±10%,50 Hz,接地電阻 ≤4 Ω;

無強磁場、無腐蝕性氣體、無振動源。

十三、使用注意事項(含加熱元件)

首次烘爐:≤5 ℃/min 升至 300 ℃ 保溫 2 h,隨后 ≤10 ℃/min 升至 1000 ℃ 空燒 1 h;

硅鉬棒在 400-700 ℃ 存在塑性-脆性轉變,嚴禁振動或快冷;

升溫速率 >10 ℃/min 時,1600 ℃ 段必須降速至 ≤5 ℃/min;

禁止 >1600 ℃ 時打開爐門,防止棒氧化膜破壞;

頂桿必須同軸,偏心 >0.1 mm 將導致數據漂移;

每月檢查母排緊固力矩 2 N·m,發(fā)現棒彎曲 >3° 立即更換;

熱電偶每半年與標準偶比對,誤差 >±2 ℃ 更換;

試驗結束 1000 ℃ 以下方可開排風,600 ℃ 以下半開門,200 ℃ 以下完全開門。

十四、標準操作方法(SOP級)

步驟1 開機前檢查

電源、接地、冷卻風正常;

棒、偶、頂桿、位移傳感器完好;

爐膛清潔,頂桿同軸。

步驟2 裝樣

按 GB/T 7320 制樣 ?8×50 mm,編號→輸入 PC→自動推樣至均溫帶。

步驟3 程序設定(示例)

步驟4 啟動

按“RUN”→二次確認→自動執(zhí)行;

實時顯示 ΔL、α-T 曲線。

步驟5 結束與取樣

溫度 <200 ℃ 聲光提示,戴高溫手套取出試樣;

關閉電源。

步驟6 數據與維護

報告自動保存至 D:/DIL/日期/;

每月填寫《點檢表》—棒、偶、頂桿、傳感器、爐襯 5 項。

十五、強制性聲明

本設備為 1600 ℃級高溫強電精密儀器,所有操作、維護與工藝參數調整必須由經過培訓并考核合格的專業(yè)人員進行。非授權人員禁止打開電柜、拆卸加熱元件或更改控制程序,否則將導致保修失效并可能造成嚴重人身傷害。