从机械观点看耐火材料的压力拉力等性能

镁碳质耐火材料是由在碳结合剂中嵌入的不同尺寸的镁砂骨料所组成，并含有金属铝颗粒添加物。其机械性能很大程度上取决于这些相的内在性能和体积含量以及他们的空间分布。对微观机械形态进行了特殊分析，从而可以确定某些宏观性能。因此，在涉及到研究耐火材料的组成和工艺途径之前简单描述每种相是重要的。

 

从机械观点看，非均质材料由两种相组成：

 

1.镁砂骨料可看作是一种不连续相;

 

2.连续相包括碳结合剂、镁砂细颗粒、片状石墨和附加的金属元素。

 

在常温下，显示出初始弹性量受到了结合剂中所产生的微塑性而造成的微小应变的限制。观测到的非线性是由于极容易用电子扫描显微镜观测的耐火材料的连续劣化微可塑性、残余应力释放等所造成的。

 

当有片状石墨时，出现了附加的非线性行为的叠加，并导致了较大的延展性。在压力实验中测定了最终强度的绝对值，它取决于碳结合剂性能和热处理的拉伸强度。由于每次卸压到应力为零保留无弹性应变，由于高压和损毁，所以发生材料刚性的降低。滞后循环和在压力实验中刚性的显着增长证实了微裂纹的闭合和滑移的存在。当温度升高时，观测了含树脂结合剂的耐火材料的各种现象。

 

首先在结合剂热分解前发生了高粘塑性行为并导致了应力的完全松弛。因此这种材料的杨氏模数显着降低，最大强度降到接近于零。

 

在高温下最终的压力和拉力强度接近保持恒定，并发生较大的延展性。当试样复杂应变随时间变化而发生变化时，观测到了粘性并随温度而增加。非线性是由于劣化过程(微裂纹)和微塑性造成的。在1100-1500℃的高温下，机械性能迅速降低而粘塑性变得更加重要。因此，适合这种镁质材料的相关模型必须考虑：

 

1.可逆性弹性已超过了很小的弹性范围；

 

2.压力和拉力实验中的不对称性是建立在混凝土和岩石的传统标准基础上的；

 

3.强度增长的损毁状态和其后的软化状态，是由于塑性和损毁造成的；

 

4.随温度的升高粘塑性和粘损毁性连续出现。

 

采用这些定性实验的结果建立一种唯象模型，这一模型包括所观测到的主要现象。