GB/T 5989 热膨胀系数测定仪 上海理涛LT-437

本标准代替GB/T 7320. 1—2000耐火材料热膨胀试验方法（顶杆法）和GB/T 7320. 2—2000 耐 火材料热膨胀试验方法（望远镜法）。

本标准与GB/T 7320—2000相比主要差异如下：

——保留了顶杆法；

——删除了望远镜法；

——增加了根据EN 993-19 _;2004«致密定形耐火制品试验方法 第19部分；示差法热膨胀的测 定》（英文）制定的示差法；

——修改了对加热炉和位移测量系统的要求；

——将原标准的附录改为标准的章节。

本标准由全国耐火材料标准化技术委员会（SAC/TC 193）提出并归口。

本标准起草单位：中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司、山西西小坪耐火材料有限公司。

本标准主要起草人:张亚静、王秀芳、郝良军、袁晓萍、孙安琴、谭丽华。

本标准所代替标准版本的历次发布情况：

GB/T 7320—1987；

——GB/T 7320. 1—2000 和 GB/T 7320. 2—2000.

耐火材料热膨胀试验方法

1范围

本标准规定了顶杆法和示差法耐火材料热膨胀试验方法。

本标准适用于测定耐火材料的线膨胀率或平均线膨胀系数。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有 的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。

GB/T 5989耐火材料荷重软化温度试验方法-示差升温法

GB/T 7321定形耐火制品试样制备方法

GB/T 8170数值修约规则

GB/T 10325定形耐火制品抽样验收规则

GB/T 16839.1热电偶 第1部分 分度值

GB/T 16839.2热电偶 第2部分 允差

3定义

本标准采用下列术语和定义。

3. 1

线膨胀率 linear expansion

P

室温至试验温度间，试样长度的相对变化率，用％表示。

3.2

平均线膨胀系数 mean expansion coefficient

a

室温至试验温度间，温度每升高1°C试样长度的相对变化率，单位°c-\

3.3

恒定载荷 constant load

试验过程中试样所承受的恒定压负荷，单位MPa。

4顶杆法

4. 1原理

以规定的升温速率将试样加热到指定的试验温度，测定试样随温度升高的长度变化值，计算出试样 随温度升高的线膨胀率和指定温度范围的平均线膨胀系数,并绘制出膨胀曲线。

4.2设备和材料

包括一台加热炉（见4. 2.1）和三个测控系统（见4. 2. 2-4. 2. 4），同时能按4.4进行校正。

4.2.1加热炉，应能容纳试样及装样管（见图1）,装样管一端封闭，另一端固定在支撑架上，试样放置 在封闭端和顶杆之间，并能光滑无阻的沿轴线移动。加热炉应保证装样管内炉温均匀，并以满足4. 5.3 要求的升温速率,必要时应具备相应的保护装置和提供保护气 

1— 位移传感器$

2— 装样管；

3  发热体；

4  试样5

5  热电偶；

6  底座;

7  炉体！

8  顶杆《

 

4.2.2位移测量系统，位移传感器用于测量试样的长度变化,其线性度要求0. 1%以上，准确度要求

0.5%,量程不小于试样的10%。每次设备校验时应校验位移传感器的精度。

4.2.3温度测控系统，按照程序给定的升温速率升温，测控炉温的精度为±0.5%。

4.2.4热电偶，由钳/箱铐丝制成，并与最终试验温度相匹配。符合GB/T 16839. 1和GB/T 16839. 2 的要求。

4.2.5电热干燥箱,温度能控制在(11O±5)-C.

4.2.6游标卡尺，分度值0. 02 mm.

4.2.7校准样，用于校准系统，推荐釆用氧化铝标准样(AI2O3含量299.8%,体积密度N3. 7 g/cn?) 作为校准样。釆用其他标准试样应在报告中注明校准样类型及相应的标准数据。

4.3试样

4. 3. 1取样

按照GB/T 10325或有关方协商取样。

4.3.2形状和尺寸

从样品或预制的试件上切取的试样，其周边与制品边缘的距离至少为15 mm,应制成1410 mmX50 mm 的试样，对于不宜制成此样的，可釆用！620 mmXlOO mm的试样。不定形材料可采用模具成型试样。

注：难以制成圆柱形试样的，也可制成10 mmXlO mmX50 mm或20 mmX20 mmXlOO mm的长方体。

4.3.3试样两端应磨平且相互平行并与其轴线垂直,制样时应避免试样产生裂纹和水化现象。试样制 取后应于(110士5)笔烘干，然后在干燥器中冷却至室温。

4.4仪器校验

4.4. 1仪器校正

仪器校正值是指仪器的测试系统随温度升高而变化的一系列数据。当实验条件改变或仪器部件更 换时,或校验期已到，需要校正测试系统的膨胀。

4.4.2校准样

校准样随温度升高的膨胀特性已知，且不包括不可逆部分。试样的尺寸应与被测试样相当。

4.4.3校正程序

按4. 5测量校准样相应温度下的热膨胀,得出不同温度下的校正值.

4.4.4仪器校正值的计算

按式(1)计算仪器校正值A_k (t),以％表示，通常要取数次试验的平均值。

A_K(t) = A_e(J)— A_EM(f) ( 1 )

式中：

A_E(t)——校准样温度t时的标准值，％ ；

Aem«)—一校准样温度£时的测得值，％。

4.5试验步骤

4.5. 1测量并记录试样在室温下的长度，精确至0.02 mm.

4.5.2将试样放入装样管的装样区，热电偶的热端位于试样长度的中心位置。调整测量装置(见 图1),使试样、顶杆、位移传感器接触良好。

4.5.3以(4~5)-C/min的升温速率加热，直至试验最终温度。按一定温度间隔记录位移传感器的读 数并计算出试样的膨胀或收缩。

注：对于^20 mmX 100 mm或20 mmX 20 mmX 100 mm的硅质材料试样，在300X3之前以(2〜3) P /min的升温速 率加热，在300P之后以(4-5)r/min的升温速率加热，直至试验最终温度。

4.6结果计算

4.6.1试样的线膨胀率？,以％表示，按式(2)计算：

p= ^-=^X100 + A_k(z)  ( 2 )

式中：

Lo 试样原始长度，单位为毫米(mm);

L⑴——试样在试验温度t时的长度，单位为毫米(mm);

■Ak (?) 仪器校正值，％ □

试验结果按GB/T 8170修约至2位小数。

4. 6.2按式(3)计算室温至试验温度t的平均线膨胀系数单位为笆-L

奁=一一° X 10⁶  ( 3 )

X 100

式中：

P——试样的线膨胀率，%;

如 室温，°C ；

£——试验温度，C.

试验结果按GB/T 8170修约至1位小数。

5 示差法

5. 1原理

圆柱体试样在恒定的压应力下以恒定的速率加热，记录温度和试样高度的变化，计算试样高度随温 度变化的百分率。

5.2设备

5.2. 1加荷装置

5.2. 1, 1 概述

加荷装置应能在整个试验过程中沿加压棒、试样和支承棒的公共轴心线垂直施加压力，加荷装置的 具体要求见5. 2. L 2〜5. 2.1.5。

恒定载荷垂直向下直接或间接施加于放置在固定的支承棒上的试样上面。试样高度的变化由通过 支承棒中心的测量装置来测量。

5. 2. 1.2 支承棒

外径至少45 mm并带有轴向内孔（见5. 2. 1. 5）。棒的端面应平整并与其轴线垂直。

5.2. 1.3加压棒

外径至少45 mm,棒的端面应平整并与其轴线垂直。

注：加压棒可以固定在炉子上，炉子和棒组成可移动的加荷装置•

5.2. 1.4上下垫片

厚度5 mm〜10 mm,直径至少50.5 mm,且不小于试样实际的直径。垫片可釆用与待测材料相匹 配的耐火材料制作。

注:如测量硅酸铝制品时采用高温烧成莫来石或氧化铝材料，测量碱性制品时釆用氧化镁或尖晶石材料.

垫片放置在试样和加压棒、试样和支承棒之间。其中放置在试样和支承棒之间的垫片带有中心孔 （见5.2. 1.5）。每个垫片的表面应平整且相互平行。

如果垫片和试样之间发生化学反应，应在二者之间放置钳或钳佬垫片（厚度0. 2 mm）。

5. 2. 1.5装置组成

支承棒、加压棒、上下垫片、钮金片（如果使用）和试样的放置方法见图2。

5.2. 1.6施加载荷

支承棒、加压棒、上下垫片应能承受给定的压力直到最终的试验温度而不发生显著变形，而且垫片 不与支承棒、加压棒发生反应。

垫片所用材料的T1值应大于或等于试样材料的Ts值,Ti、Ts值按照GB/T 5989测定，分别是变 形1%和5%的温度.

5.2.2加热炉

应能按规定的升温速率（见5.4.3）加热试样至最终试验温度。当炉温达到500X：以上时，试样周围 （上下12.5 mm）的区域应能保持温度均匀至士20笆，应可以用固定在试样内外表面不同点的热电偶进 行调节。

注：加热炉的设计应能使整个压棒系统易于安放,可以通过移动支承棒或当支承棒移入炉体受限制时移动炉体本 身,整个装置应使加压楼和试样垂直放置并与支承棒同轴。

5.2.3测量装置

测量装置安装在试样下方（见图2和图3）,包括以下几个内容：

5. 2. 3. 1外示差管，放置在支承棒内，紧贴下垫片的下表面，并可在支承棒内自由移动（见5.2. 3. 3）。

5.2. 3.2内示差管，放置在外示差管内，并通过下垫片和试样的中心孔紧贴上垫片的下表面，并能在外 示差管内下垫片和试样之间自由移动（见5.2. 3. 3）。

5. 2. 3. 3内、外示差管、上下垫片和试样的放置见图2。

5.2. 3.4测量仪器（如千分尺或包括自动记录系统的位移传感器）安装在外示差管的一端，由内示差管 传动，测量装置的灵敏度至少为0.0CH mm。

5. 2. 3. 5内、外示差管应能承受给定的压力直到最终的试验温度而不发生显著变形*

4

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