加热线变化物理化学反应

由于不定形耐火材料不经过成型、烧成，是加入结合剂直接用来砌筑热工设备使用的，加入结合剂的性质和数量都十分重要。在加热过程中，由于发生物理化学反应，必然会产生收缩或膨胀。这种加热线变化的大小，是其最高使用温度的依据，如耐火浇注料的最高使用温度，可用其在加热温度下，保温2~3h后的加热线变化量来判断，一般要求加热线变化小于1% 。

加热线变化包括干燥线变化及烧后线变化，前者指试样在110±5℃下干燥后，长度不可逆变化量，后者指要求在试验温度烧后的长度不可逆变化量。负号“-”表示收缩，正号“ ”表示膨胀，是不定形耐火材料的一项重要质量指标。

加热线变化(heating linear chance)是指不定形耐火材料经加热后所产生的长度不可逆变化量(以原长度的百分率表示) 。

测定加热线变化的方法，中国国家标准《粘土质和高铝质耐火可塑料线变化率试验方法》《耐火泥浆线变化率试验方法》和《致密耐火浇注料线变化率试验方法》都规定首先要把不定形耐火材料加水制成长160mm宽40mm、厚40mm的长方形棱柱体试样。由于制样时的加水量对其测定结果有很大的影响，各品种都有专用的测定稠度和试样制备的标准方法，如中国国家标准《粘土质和高铝质耐火可塑料试祥制备方法》、《耐火泥浆稠度试验方法》制成的试样脱模后，在110±5℃温度下干燥至恒量，测量干燥前、后长度的变化，计算干燥线变化。干燥后的试样，再经加热到规定的试验温度，保温3h，冷却后，计算烧后线变化，即可得到该种材料的加热线变化 。

粘土是陶瓷的主要原料，陶瓷在烧成过程中所发生的一系列物理和化学变化，是在粘土加热变化的基础上进行的，因此粘土的加热变化是陶瓷制品烧成的基本理论基础。研究粘土的加热变化对确定陶瓷制品的烧成温度具有很重要的意义。

粘土在加热时发生一系列的化学变化，与此同时也发生相应的物理变化，如体积的膨胀与收缩、气孔率的降低与增高、失去部分质量、吸热与放热等。

粘土在加热过程中的变化包括两个阶段：脱水阶段与脱水后产物的继续转化阶段。

（一）脱水阶段

粘土干燥后，继续加热，首先出现的是脱水，其中最主要的是结构水的排出。

以高岭土的加热脱水为例，其脱水的过程如下：

100~110℃ 湿存水（大气吸附水）与自由水的排出。

110~400℃ 其它矿物杂质带入水的排出。

400~450℃ 结构水开始缓慢排除。

450~550℃ 结构水快速排出。

550~800℃ 脱水缓慢下来，到800℃ 时排水近于停滞。

800~1000℃ 残余的水排出完毕。

粘土脱水后均变为脱水产物，高岭石类粘土脱水后生成偏高岭石，反应式如下：

Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O = Al₂O₃·2SiO₂ 2H₂O （1）

（二）脱水后产物继续转化阶段

温度继续升高，粘土脱水后的产物可继续转化，偏高岭石由925 ℃开始转化为由（ AlO₆）和（SiO₄ ）构成的尖晶石型新的结构物，其反应式如下：

2[Al₂O₃·2SiO₂] = 2Al₂O₃·3SiO₂ SiO₂ （2）

铝硅尖晶石结构尽管其结构较偏高岭石结构稳定。但其结构中空位较多，因而它也很不稳定的，继续加热时，1050℃开始，就会转化成热力学稳定的莫来石而分离出方石英：

3(2Al₂O₃·3SiO₂) = 2(3Al₂O₃·2SiO₂) 5SiO₂ （3）

各种粘土矿物在高温下都能生成莫来石晶体，莫来石是一种针状或细柱状晶体，化学组成写作3Al₂O₃·2SiO₂ ，熔融温度1810℃，熔融后分解为刚玉和石英玻璃。它本身机械强度高、热稳定性好、化学稳定性强，能赋予陶瓷制品许多良好的性能 。

线状加热矫正是指火焰沿着直线方向移动或同时在宽度方向横向摆动，形成带状加热，均称为线状加热，在线状加热矫正时，由于加热线的横向收缩大于纵向收缩，加热线的宽度越大，横向收缩量也越大，所以要尽可能发挥加热线横向收缩的作用。加热线宽度一般取钢板厚度的0.5～2倍。这种矫正方法多用于变形较大或刚性较大的结构，有时也用十矫正钢板。

当轴类零件弯曲后，用火焰在零件的凸面一侧进行快速加热，受热一侧迅速膨胀，零件弯曲进一步扩大，而相对应的未加热一侧则保持相对冷态，将阻止热区金属的膨胀，产生相应的压缩应力。当加热停止后，热区金属自然冷却，开始收缩，与此同时，冷区金属压缩应力开始释放，热区金属产生塑性变形，待完全冷却后，零件即会出现与原弯曲方向相反的变形，使原有的弯曲得到矫直。

流量时间变化曲线(flow duration curve) 是指在道路断面或交叉口的某一指定地点，交通量随时间的延续而增减变化的曲线。包括小时变化曲线(时变图)，日变化曲线(周变图或口变图)、月变化曲线(月变图)和年变化曲线(年变图)。通常用平面坐标系表示，其横坐标为时间，纵坐标为各时段的交通量或各时段的交通量占年平均日交通量的比例(%) 。