高溫蠕變性

製品在高溫下，受應力作用隨著時間變化而發生的等溫形變。由於施加外力的方式不同，可分為高溫壓縮蠕變、高溫拉伸蠕變、高溫彎曲蠕變和高溫扭轉蠕變等。但主要應用的是壓縮蠕變。

對某些在高溫下長期使用的耐火製品，必須考慮其形變數是否會導致整個砌體的嚴重變形甚至倒塌。例如高爐熱風爐蓄熱室格子磚，因為長期受荷重和熱負荷的作用，高溫蠕變是其最主要的性能指標。

耐火材料是非均質體，產生蠕變的原因非常複雜，既有宏觀結構上的因素，也有微觀結構上的原因。當溫度升高時，材料中液相的粘度下降，數量逐漸增加，因而產生塑性。當受到外力作用時即會產生形變，這是產生蠕變的主要原因。液相向氣孔中填充，尤其在受到外力作用時，材料體積的縮小，也是產生蠕變的原因。溫度提高，液相浸潤晶相，晶相不斷向液相中溶解，造成晶相數量減少；晶粒的不斷長大、重結晶的發生等，都會產生蠕變。此外，晶相本身的塑性變形，即由於晶界的滑移、位錯等引起的形變都可促使蠕變增大。製品的高溫蠕變屬於應力引起的永久性形變。當引起形變的因素消失后，不可能恢復到物體的原始狀態。

無論何種形式的蠕變，都是變形量與溫度、應力和時間的函數關係。在應力和溫度固定的情況下，根據對變形一時間曲線的分析，耐火材料的蠕變有如下特性，即蠕變可分為三個特徵階段，第1階段為減速蠕變(初期蠕變)，這一階段的時間很短；第2階段為勻速蠕變(粘性蠕變、穩態蠕變)；第3階段為加速蠕變，此階段蠕變速率迅速增加，直至材料破壞。

在使用過程中外界因素的影響，也會改變材料的高溫蠕變性。例如煙氣中夾帶的灰塵在耐火材料上的沉積、熔融的金屬和熔渣對耐火材料的浸入隨即發生的化學反應等，都會加劇耐火材料的高溫變形。

為了改善耐火材料的蠕變性，最重要的是改善耐火製品的化學礦物組成和結構。為此，應提高原料的純度，減少高溫下液相的生成量；提高液相的粘度，減弱對晶相的浸潤；增加直接結合率；控制和調節製品中的礦物成分，盡量形成高熔點礦相和良好的網路結構。製造工藝對改善製品高溫蠕變性有很大關係。合理的粒度級配，加大成型壓力，適當提高製品的燒成溫度、延長保溫時間，使製品中晶體發育良好、晶問結合牢固，是提高製品的高溫強度、降低蠕變的重要手段。

測定耐火製品壓縮蠕變試驗方法，中國標準(GB5073)的要點是，按規定從製品上鑽取試樣，試樣安裝在蠕變試驗儀(見荷重軟化溫度)內並施以壓負荷，按規定曲線升溫。到達規定溫度后長時間保溫，並記錄試樣在高度方向的變形量，直至保溫結束。所測得的最終變形量即為該試樣的蠕變數，計算出蠕變率。報告中註明單位面積荷重、試驗溫度和保溫時間。