دانش انبساط حرارتی مواد نسوز

آشنایی با انبساط حرارتی مواد نسوز
انبساط حرارتی به خاصیت مواد دیرگداز اطلاق می شود که حجم یا طول آنها با افزایش دما افزایش می یابد. معمولاً بر حسب نرخ انبساط خطی و متوسط ​​ضریب انبساط خطی یا به طور متناوب بر حسب نرخ انبساط حجمی و ضریب انبساط حجمی بیان می شود.
ضریب انبساط حرارتی در واقع یک مقدار ثابت نیست. با دما تغییر می کند ضریب انبساط حرارتی معمولاً ذکر شده به یک مقدار متوسط ​​در محدوده دمایی مشخص اشاره دارد. هنگام استفاده از این مفهوم، توجه به محدوده دمایی قابل اجرا مهم است.
خواص انبساط حرارتی مواد ارتباط نزدیکی با ساختار و استحکام پیوند آنها دارد. مواد با استحکام باند بالا ضریب انبساط حرارتی پایینی از خود نشان می دهند (مانند مواد SiC). برای مواد با ترکیب یکسان، ضرایب انبساط حرارتی آنها به دلیل ساختارهای مختلف متفاوت است. به طور کلی، بلورهای با ساختار فشرده دارای ضرایب انبساط حرارتی نسبتاً زیادی هستند، در حالی که شیشه های آمورف معمولاً دارای ضرایب انبساط حرارتی کمتری هستند. برای اکسیدهایی با ساختار بسته بندی متراکم یون های اکسیژن، ضریب انبساط خطی به طور کلی زیاد است. در بلورهای غیر همسانگرد (سیستم‌های کریستالی غیر-هم محور)، ناهمسانگردی انبساط حرارتی آنها به‌ویژه مشهود است، با ضرایب انبساط حرارتی متفاوت در جهت‌های محور کریستالی مختلف. مواد با ساختارهای بسیار ناهمسانگرد ضرایب انبساط حجمی بسیار کمی را نشان می دهند.
خواص انبساط حرارتی مواد نسوز به ترکیب شیمیایی، ترکیب معدنی و ریزساختار آنها بستگی دارد و همچنین با تغییر در محدوده دما تغییر می کند.
انبساط حرارتی مواد دیرگداز تأثیر مستقیمی بر مقاومت در برابر شوک حرارتی و پایداری حجمی آنها دارد و یکی از ویژگی‌های مهمی است که در هنگام تولید (استقرار سیستم پخت) و استفاده از مواد نسوز باید مورد توجه قرار گیرد. برای مواد دیرگداز با انبساط حرارتی بالا و تبدیل پلی کریستالی، درزهای انبساط باید برای جبران تنش ناشی از انبساط حرارتی به دلیل انبساط زیاد آنها در دماهای بالا رزرو شوند. نرخ انبساط خطی و ضریب انبساط خطی پارامترهای کلیدی برای طراحی و محاسبه ساختار اندازه کل درزهای انبساط رزرو شده و بنایی هستند.
دو روش آزمایش برای انبساط حرارتی مواد نسوز وجود دارد که عبارتند از استاندارد ملی GB/T 7320.1-2000 (روش پلانجر) و استاندارد ملی GB/T 7320.2-2000 (روش تلسکوپ). اصول آزمایش هر دو روش به شرح زیر است: نمونه را تا دمای آزمایش مشخص با نرخ افزایش دما از پیش تعیین شده حرارت دهید، تغییر طول نمونه را با افزایش دما اندازه گیری کنید، و نرخ انبساط خطی نمونه را با افزایش دما و متوسط ​​ضریب انبساط خطی در محدوده دمایی مشخص محاسبه کنید.