耐火材料在使用過程中，經常會受到環境溫度急劇變化的作用，例如，鑄鋼用盛鋼桶襯磚在澆築過程中，轉爐、平爐或電爐等煉鋼時的加料、出鋼或操作中爐溫的變化等，導致製品產生裂紋，剝落甚至崩潰。此種破壞作用不僅限制了製品和窯爐的加熱和冷卻速度，限制了窯爐操作的強化，並是致使窯爐損壞較快的主要原因之一。
耐火材料抵抗溫度的急劇變化而不破壞的性能稱為熱震穩定性。此種性能也稱為抗熱震性或溫度急變抵抗性。眾所周知，矽磚受急冷急熱易產生裂紋、開裂；鎂磚易於剝落，通常被稱為熱震穩定性低的材料或抗熱震性小的材料。反之，則為熱震穩定性高或抗熱震性大的材料。
基本介紹
- 中文名：熱震穩定性
- 對象：耐火材料
- 特點：窯爐操作的強化
- 優勢：熱膨脹率較大
簡介,觀點,
簡介
眾所周知，材料隨溫度的升降，產生膨脹或收縮。如果膨脹或收縮受到約束不能自由發展時，材料內部會產生應力。此種因材料的熱膨脹或收縮而引起的內應力稱為熱應力。熱應力不僅在具有機械約束的條件下產生，而且均質材料中出現溫度梯度，非均質固體中各相之間熱膨脹係數的差別，甚至單相多晶體中熱膨脹係數各向異性，都是產生熱應力的根源。
觀點
耐火材料是非均質的脆性材料，與金屬製品相比，由於它的熱膨脹率較大，熱導率和彈性較小，以及抗張強度低等，抗熱應力而不破壞的能力差，導致其抗熱震性較低。
材料的熱震破壞可分為兩大類：一類是瞬時斷裂，稱為熱衝擊斷裂；另一類是在熱衝擊循環作用下，先出現開裂，剝落，然後變質和碎裂，終至整體損壞，稱為熱震損傷。對於脆性耐火材料抗熱震性的評價源於兩種觀點。
一種是基於熱彈性理論，以熱應力Sh和材料固有強度Sf之間的平衡條件作為熱震破壞的判據：
Sh≥Sf
當材料固有強度不足以抵抗熱震溫差△T引起的熱應力時，就導致材料瞬時斷裂，即所謂的“熱震斷裂”。
另一種是基於斷裂力學概念，以熱彈性應變能W和材料的斷裂能U之間的平衡條件為熱震破壞的判據：
W≥U
當熱應力導致的儲存於材料中的應變能W足以支付裂紋成核和擴展形成新生表面所需要的能量U，裂紋就可能形成和擴展。它把材料的抗熱震性和其物理性質的變化聯繫起來，探討材料在受熱過程中出現的開裂、剝落、退化、變質終至碎裂，損壞的過程，即所謂的熱損傷過程。
