
大多數陶瓷纖維制品在1000℃以上的高溫下用作工程材料,其抗蠕變性能對窯的高溫結構強度起著主導作用。因此,低蠕變耐火材料的研究越來越受到重視。
陶瓷纖維系列耐火材料的高溫力學行為主要取決于顯微結構特征,并取決于兩個主要因素:玻璃基質的數量和粘度(玻璃效應),以及晶體之間接觸或結合的程度和方式(結晶效應)。玻璃相含量低、粘度高、晶體間結合程度高,形成連續交錯的網絡結構,有利于提高高溫力學性能。
高溫蠕變理論
蠕變通常稱為蠕變變形,即在屈服點以下的機械應力作用下,隨著時間的推移,其固體發生流動和質量傳遞,而其完整性不受破壞。這種變形表明材料具有長期抵抗機械載荷的能力。蠕變曲線是材料在高溫和恒定載荷下的變形隨時間連續變化的曲線。
可分為三個階段:(1)初始加載期間發生瞬態應變,ε蠕變率為0 dε/d t=ξ還原階段(也稱為減速或遷移蠕變階段);(2) 具有最小蠕變率和恒定蠕變率的穩態蠕變階段;(3) 蠕變速率急劇增加,直至失效前蠕變速率增加階段(也稱為加速蠕變階段)。
影響陶瓷纖維抗蠕變性能的因素
影響陶瓷纖維高溫蠕變的因素很多,其中許多因素是相互關聯的。影響陶瓷纖維蠕變變形的主要因素如下:外部作用條件,包括溫度、載荷、時間、氣氛(氧化或還原)、材料質量,包括其化學成分、礦物成分(單相或多相)和微觀結構。陶瓷纖維的化學礦物組成和微觀結構決定了其抗蠕變性能。