会计学2.2耐火材料的热学性能及导电性能耐火材料的热学性能主要包括比热容、热膨胀性和导热性等。这些性能是衡量耐火制品能否适应具体热过程和进行工业窑炉设计(shèjì)的重要依据。耐火材料的热学性能与原料组成、制造工艺、显微结构、晶相结构等密切相关。2.2.1比热容比热容是指1Kg物质温度(wēndù)升高（或降低）1℃时所吸收（或放出）的热量.耐火材料的比热容取决于其化学矿物组成和温度(wēndù)。耐火材料的比热容可以根据试验测得，其与温度(wēndù)的关系为2.2.2热膨胀(péngzhàng)性热膨胀(péngzhàng)性是指材料的尺寸随温度的升高（或降低）而增加（或减小）的性能。耐火材料的热膨胀(péngzhàng)性是耐火材料使用时的重要性能之一。炉窑在常温下砌筑，而在高温下使用时炉体要膨胀(péngzhàng)。为抵消因热膨胀(péngzhàng)所产生的应力，需预留膨胀(péngzhàng)缝，而且必须根据耐火材料的热膨胀(péngzhàng)性和砌筑体的构造情况制定正确的烘烤制度。特别是当材料在急剧变化的条件下使用时，材料的热膨胀性很大，很容易遭受(zāoshòu)破坏，必须慎重考虑。耐火材料的热膨胀性有两种表示方法，即线膨胀率和线胀系数。线膨胀率是指由室温至试验温度间，试样长度的相对变化率。它们是预留膨胀缝和砌体总尺寸结构设计计算的关键。各种耐火制品的热膨胀性差别很大，主要取决于其化学矿物组成，与制品的生产工艺无关。一般而言，由晶体构成的材料的热膨胀性与晶体中化学键的性质和键强有关(yǒuguān)。具有较大键强的晶体和非同向性晶体中键强大的方向上，线胀系数较低。如碳化硅具有较高的键强，故线胀系数较低。2.热膨胀机理U(r)势能曲线不是严格对称抛物线。即势能随原子间距的减小，比随原子间距的增加而增加得更迅速。由于原子的能量随温度的增加而增加，结果：振动原子具有相等势能的两个极端位置间的平均位置就漂移到比0K时（ro）更大的值处。由此造成平衡距离的增大。材料纯金属(jīnshǔ)的平均线膨胀系数×10-6（0—1000C）结合力强，势能曲线深而狭窄(xiázhǎi)，升高同样的温度，质点振幅增加的较少，热膨胀系数小。（3）热膨胀与温度、热容的关系结构紧密的固体，膨胀系数大，反之，膨胀系数小对于氧离子紧密堆积结构的氧化物，相互热振动导致膨胀系数较大，约在6～8×10-6/0C，升高到德拜特征温度时，增加到10～15×10-6/0C。如：MgO、BeO、Al2O3、MgAl2O4、BeAl2O4都具有相当大的膨胀系数。固体结构疏松，内部空隙较多，当温度升高，原子振幅加大，原子间距离增加时，部分的被结构内部空隙所容纳，宏观膨胀就小。如：石英12×10-6/K，石英玻璃0.5×10-6/K敞旷式的结构，例如，石英、锂霞石、锂辉石等，它们是由硅氧四面体形成的架状结构，其中存在较大的空洞，热振动比较复杂，有两个额外效应可能发生。首先，原子可以向结构中空旷出振动，导致膨胀系数小,锂霞石LiAlSiO4的热膨胀系数是2×10-6/0C。其次，协同旋转效应，四面体旋转具有异常大或小的膨胀。晶体温度变化时发生晶相转变，引起体积膨胀.ZrO2的差热分析曲线4.无机材料的热膨胀网络结构本身的强度对热膨胀系数影响。碱金属及碱土金属的加入使网络断裂，造成玻璃膨胀系数增大，随着加入正离子与氧离子间键力（z/a2,z是正离子电价；a是正负离子间的距离）减小而增大。参与网络构造(gòuzào)的氧化物如：B2O3,Al2O3,Ga2O3，使膨胀系数下降，再增加则作为网络改变体存在，又使膨胀系数增大。高键力的离子如：Zn2+,Zr4+,Th4+等，它们处于网络间空隙，对周围网络起积聚作用，增加结构的紧密性，膨胀系数下降。陶瓷是由不同晶相的晶粒和玻璃相组成,内部(nèibù)有少量气相(微气孔)。从高温到低温各相膨胀系数不同,收缩也不同。各晶粒相互间烧结成一整体,每个晶粒受周围晶粒的约束,同时产生微应力。该应力的大小与晶粒自由收缩和整体收缩(晶粒受约束时的收缩)之差成正比。估算微应力:假定:收缩时无裂纹产生,每个晶粒收缩和整体相同,所有应力是纯压应力或张应力,则晶粒所受应力为:i=(r－i)T其中：=-p/(/V)=E/[3(1－2)]（体积模数或体积弹性率）r------整体或平均体积热膨胀系数；i------晶粒i的体积热膨胀系数。令V1、V2为各晶粒的体积分数，对整体，所有应力总和应等于零。1(r－i)V1T+2(r－i)V2T+······=0总体积Vr=V1+V2······晶粒I的体积Vi=WiVr/I注意：复合体中有多晶转变