差頂桿法耐火材料高溫膨脹系數(shù)試驗(yàn)機(jī)技術(shù)方案

文件編號(hào):STR-DIL-1600-20250605

版本號(hào):V1.0

發(fā)布日期:2025 年 6 月 5 日

編制/批準(zhǔn):洛陽賽特瑞技術(shù)研發(fā)部

一、概述簡介

耐火材料熱膨脹試驗(yàn)爐為差頂桿法耐火材料高溫膨脹系數(shù)試驗(yàn)機(jī)

本耐火材料熱膨脹試驗(yàn)爐采用經(jīng)典“差頂桿(Push-Rod)”原理,在 50-1600 ℃ 范圍內(nèi)連續(xù)測(cè)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(shù)(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(xì)分、B 型熱電偶雙閉環(huán)控溫及工業(yè) PC 實(shí)時(shí)采集,實(shí)現(xiàn)升溫-膨脹-冷卻全過程自動(dòng)記錄,符合 GB/T 7320-2018、ISO 14420、ASTM E831 等標(biāo)準(zhǔn)要求,為質(zhì)檢、科研及新材料開發(fā)提供高精度熱膨脹數(shù)據(jù)。

二、遵循標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 7320-2018《耐火材料 熱膨脹試驗(yàn)方法》

ISO 14420:2020 耐火制品—線性熱膨脹測(cè)定

ASTM E831-14 固體材料線性熱膨脹系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)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(nèi)平均線膨脹系數(shù) α 及瞬時(shí)膨脹曲線測(cè)定;

材料燒結(jié)收縮-膨脹行為、相變點(diǎn)(石英 573 ℃ 等)定位;

研發(fā)階段配方篩選、結(jié)合劑/微粉對(duì)膨脹匹配性評(píng)價(jià);

質(zhì)量仲裁、出廠檢驗(yàn)及熱應(yīng)力模擬輸入?yún)?shù)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(shè)定速率升溫,試樣膨脹(或收縮)推動(dòng)頂桿,位移傳感器實(shí)時(shí)輸出 ΔL;計(jì)算機(jī)按 α=ΔL/(L?·ΔT) 計(jì)算瞬時(shí)/平均 CTE,并繪制 ΔL-T、α-T 曲線。差頂桿結(jié)構(gòu)可自動(dòng)扣除支撐管自身膨脹,精度≤±0.1×10-6 /K。

五、主要技術(shù)參數(shù)

六、可增選配置

七、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(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(jī)構(gòu):磁懸浮平衡+直線導(dǎo)軌,0.05-0.5 N 無級(jí)可調(diào),自動(dòng)補(bǔ)償熱漂移;

激光位移細(xì)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(qiáng)弱電分離,SCR 調(diào)功,PID 雙閉環(huán),EMC 屏蔽,UPS 斷電續(xù)接。

八、標(biāo)準(zhǔn)配置清單

復(fù)制

九、易損件與壽命

十、售后質(zhì)保

十、售后質(zhì)保

整機(jī) 12 個(gè)月;

現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試+培訓(xùn) 2 人天;

24 h 響應(yīng),72 h 到場(chǎng)(國內(nèi));

軟件終身免費(fèi)升級(jí);

10 年備件保障,質(zhì)保期外僅收成本費(fèi)。

十一、包裝運(yùn)輸

木箱+防震泡沫+纏繞膜,防雨標(biāo)識(shí);

吊裝位置貼“重心”“向上”,嚴(yán)禁倒置;

運(yùn)輸溫度 -20-+60 ℃,相對(duì)濕度 ≤85 %。

十二、使用環(huán)境要求

室內(nèi) 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(qiáng)磁場(chǎng)、無腐蝕性氣體、無振動(dòng)源。

十三、使用注意事項(xiàng)(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(zhuǎn)變,嚴(yán)禁振動(dòng)或快冷;

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

禁止 >1600 ℃ 時(shí)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(dǎo)致數(shù)據(jù)漂移;

每月檢查母排緊固力矩 2 N·m,發(fā)現(xiàn)棒彎曲 >3° 立即更換;

熱電偶每半年與標(biāo)準(zhǔn)偶比對(duì),誤差 >±2 ℃ 更換;

試驗(yàn)結(jié)束 1000 ℃ 以下方可開排風(fēng),600 ℃ 以下半開門,200 ℃ 以下完全開門。

十四、標(biāo)準(zhǔn)操作方法(SOP級(jí))

步驟1 開機(jī)前檢查

電源、接地、冷卻風(fēng)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(hào)→輸入 PC→自動(dòng)推樣至均溫帶。

步驟3 程序設(shè)定(示例)

步驟4 啟動(dòng)

按“RUN”→二次確認(rèn)→自動(dòng)執(zhí)行;

實(shí)時(shí)顯示 ΔL、α-T 曲線。

步驟5 結(jié)束與取樣

溫度 <200 ℃ 聲光提示,戴高溫手套取出試樣;

關(guān)閉電源。

步驟6 數(shù)據(jù)與維護(hù)

報(bào)告自動(dòng)保存至 D:/DIL/日期/;

每月填寫《點(diǎn)檢表》—棒、偶、頂桿、傳感器、爐襯 5 項(xiàng)。

十五、強(qiáng)制性聲明

本設(shè)備為 1600 ℃級(jí)高溫強(qiáng)電精密儀器,所有操作、維護(hù)與工藝參數(shù)調(diào)整必須由經(jīng)過培訓(xùn)并考核合格的專業(yè)人員進(jìn)行。非授權(quán)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(dǎo)致保修失效并可能造成嚴(yán)重人身傷害。