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镁砖的导热系数

文章出处:正耐实业澳门永利娱城app下载 /?发表时间:2019-05-09

       
        镁砖(magnesite brick)氧化镁含量在90%以上、以方镁石为主晶相的碱性耐火材料。一般可分为烧结镁砖(又称烧成镁砖)和化学结合镁砖(又称不烧镁砖)两大类。纯度和烧成温度高的镁砖,由于方镁石晶粒直接接触,称为直接结合镁砖;用电熔镁砂为原料制成的砖称为电熔再结合镁砖。


       镁砖有较高的耐火度,很好的耐碱性渣性能,荷重软化开始温度高,但抗热震性能差。烧结镁砖以制砖镁砖为原料,经粉碎、配料、混练、成型后,在1550~1600℃的高温下烧成,高纯制品的烧成温度在1750℃以上。不浇镁砖是在镁砂中加入适当的化学结合剂,经混炼、成型、干燥而制成。


       镁砖的导热性(导热系数)(thermal conductivity),即其传递热量的能力,通常以导热系数来表示。热导率表示在能量传递过程中,在单位时间内、单位温度梯度下,单位面积所通过的热量。

 

1、不同材质的热导率往往差别很大。在常温下,各种耐火砖的热导率可以从百分之几到数十(w/(m·℃)),最高值与最低值相差近千倍。随着温度升高,各种耐火砖的热导率差值虽趋于减小,但差别仍然很大。如1000℃时,轻质硅石的热导率仅为0.35W/(m·℃)左右;再结晶碳化硅制品为17.5W/(m·℃)左右;石墨可高达35W/(m·℃)。

 

2、镁砖的热导率除受温度影响外,还与其化学矿物组成和组织结构密切相关。当耐火砖由晶体构成时,晶体的性质对热导率有明显的影响。众所周知,无机非金属材料的热导率一般比金属低很多。这是由于无机非金属材料与具有金属键的金属不同,只有极少的自由电子。在这种材料中由自由电子引起的导热极为有限,而主要是由晶格振动偏离谐振程度而定。偏离谐振程度愈大,热导率愈小。而晶格振动偏离程度又随构成各组分物质摩尔质量的差别增大而增大,所以单质的热导率最大(石墨的热导率较大即在于此)。

 

3、具有复杂结构的晶体,对晶格的热辐射作用更大,热导率变得更小。如MgO,A12O3和MgAl2O4同为等轴晶,但因MgAl2O4结构复杂,热导率较低。非同向性晶体,在沿晶体中质点密集的方向,热导率较大。如石英沿c轴方向质点堆积较密集,其热导率(13.6W/(m·℃))约为垂直于c轴方向者(7.2W/(m·℃))的2倍。又如层状结构的石墨,平行于层面方向的热导率约为垂直于层面方向的4倍。

 

4、若晶体存在缺陷,如形成置换型固溶体时,由于晶体结构的规则性遭受破坏,引起热散射现象,导致热导率降低。其它晶体缺陷如空位、位错等,也有相似的影响。同样,由于晶界的热散射现象,多晶材料的热导率较单晶者低;细晶粒构成的材料较粗晶粒构成者低。材料中含有杂质成分,由于也发生散射作用,故也使热导率降低。

 

5、当耐火砖中含有玻璃相时,由于非晶质的结构无序,原子间相撞几率大,故与晶体相比,导热系数较低。当耐火砖中含有气孔时,由于气体的热导率比固体小,所以随气孔率的增加,材料的热导率减小。这就是多孔材料热导率低的基本原因。


 
 

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