耐火材料強度分布規(guī)律的研究.pdf

1、耐火材料是鋼鐵、水泥、玻璃以及許多其他高溫工業(yè)的重要基礎(chǔ)材料。耐火材料的強度受其各組成物相和內(nèi)部氣孔等因素的影響，呈現(xiàn)出較大的分散性。因此，在冶金設(shè)備設(shè)計工作中對耐火材料的選用不僅需要其強度指標，而且也需要了解其強度的分布規(guī)律或者破壞概率。分析耐火材料的強度及分布規(guī)律對于全面了解其力學(xué)性能和建立設(shè)計準則都具有重要的理論和工程意義。本論文將Weibull統(tǒng)計分析引入耐火材料的性能評價并結(jié)合分形幾何學(xué)對其進行強度分布規(guī)律的研究。
　　

2、本論文選取鎂碳、鎂鉻和高鋁質(zhì)三種耐火材料制品作為研究對象，對三點彎曲法測得的抗折強度數(shù)據(jù)采用Weibull函數(shù)進行統(tǒng)計分析，并結(jié)合試樣的顯氣孔率、體積密度、化學(xué)成分、物相組成研究耐火材料的抗折強度分布規(guī)律。對實驗得到的試樣斷口圖像采用圖像分析技術(shù)進行二值化處理，然后采用小島法進行分形維數(shù)的計算，通過比較分形維數(shù)的分布來研究材料的斷裂機理。
　　結(jié)果表明:耐火材料制品的抗折強度服從Weibull分布，其Weibull模量m為3.8～

3、10.7。增大材料的致密度能夠降低耐火材料抗折強度的離散性，提高強度的可靠性。鎂碳耐火材料中石墨的片層結(jié)構(gòu)有效地起到應(yīng)力緩沖的作用，石墨含量的提高能夠提高其失效強度的集中程度。鎂鉻質(zhì)耐火材料中的電熔鎂砂和氧化鉻反應(yīng)生成的鎂鉻尖晶石固溶于方鎂石晶體中，有助于排除晶間氣孔，促進晶粒生長和結(jié)合。電熔再結(jié)合的鎂鉻質(zhì)耐火材料較半再結(jié)合的具有更高的強度和可靠性。高鋁質(zhì)耐火材料中的玻璃相對其強度和分布有較大影響，適量均勻分布的玻璃相能夠提高莫來石之間